基于STM32和ESP8266的智能窗帘设计

刘世宇

（江苏海事职业技术学院，江苏 南京 211112）

随着科技的发展，智能家居系统的概念开始走向大众，人们不再满足于传统的家居生活，越来越钟情于智能化。窗帘在我们日常生活中随处可见，一款远程控制的智能窗帘不仅能够给用户带来兴趣，更能带来不一样的生活享受。本文设计的是基于STM32和ESP8266的智能窗帘模型。

一、系统总体介绍

本文选择STM32F103VET6 为主控芯片，ESP8266 为网络模块，设计出相对应的匹配电路和相关软件程序；外围电路包括时钟模块、WiFi 模块、电机驱动模块；云平台选用机智云平台，WiFi 模块与云平台进行通信，手机APP 连接云平台，进而手机APP 可以查看设备的状态信息并进行远程的操控。

二、系统硬件设计

（一）控制器的选择

本文选择的是STM32F103VET6 作为主控芯片。STM32F103VET6 使用高性能的是ARM®CortexTM-M3 32 位的RISC 内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器，丰富的增强I/O 端口和联接到两条APB 总线的外设。芯片包含3 个12 位的ADC、4 个通用16 位定时器和2个PWM定时器，还包含标准和先进的通信接口，功耗低，性价比高，功能强大，该芯片基本可以满足开发需求。

（二）WiFi 模块选择

本文选择ESP8266 作为WiFi 模块，负责信息的传递，接收外部传感器的数据，传送数据给主芯片STM32和云平台。ESP8266 具有强大的功能，片内高度集成，包括天线开关balun、电源转换器、高强度CPU 加速器等；有强大的片上处理和存储功能，其GPIO 口可以集成传感器和其他需要设备的处理器，扩展性极强。

（三）电机驱动模块选择

BTS7960 是一款完全集成的大电流半桥，适用于电机驱动应用。它是NovalisticTM系列的一部分，包含一个P 通道高侧MOSFET和一个N 通道低侧MOSFET，在一个封装中集成了一个驱动IC。集成驱动芯片易于与微控制器接口，具有逻辑电平输入、电流检测诊断、转换率调整、死区时间产生和过温、过电压、欠压、过流和短路保护等特点。设计采用两块BTS7960 进行组合控制电机，如图1 所示。

1.控制方案

驱动BTS7960的IN1、EN1、TE1、ER1、IN2、EN2、TE2、ER2、引脚分别与单片机STM32F103VET6的PE5、PE6、PC13、PC4、PC6、PC7、PC8、PC9，如图2、3 所示。

（四）电机

因为做的是窗帘模型，所以本设计使用的电机为RF-5000TB-14415 直流电机，其使用电压范围为：1.5V-9.0V，额定电压为6V，空转转速为：1800RPM，空载电流为0.022A，负载电流为0.085A，价格便宜，性能良好，完全能够满足试验要求。

（五）电源电路

本设计采用了具备USB 过流保护的SY8009B 模块提供电源。如图4 所示，USB 输出的5V 电源电压经过SY8009B 模块以及多个电容组成的电路转换处理之后转换成稳定的3.3V 供主芯片使用。

三、系统软件设计

（一）软件开发环境与工具

文中采用Keil uVision5 作为STM32 芯片的开发。Keil Uvision5 有应用广泛、功能全面、性能优良、界面简单、易操作等特点。

（二）机智云APP

本设计采用机智云的安卓移动APP，机智云App 是全球首款IoT 设备通用调试工具，根据开发者自定义的产品功能，自动生成可响应的控制页面。开发者在机智云平台开发智能硬件时，可以很方便地使用该App 对硬件设备进行调试和验证。

四、系统测试

在硬件与软件设计完成之后，为了查看软硬件是否能达到预期，对实物模型要进行一系列的检测测试。在进行虚拟设备测试之后，确定手机APP 与云服务器没问题后，就到了最后的实物测试，进行相关实物调试后，相关功能已达到预期目标，在APP 上进行操作，能够实现远程操纵窗帘的开启与关闭；也能够定时操控窗帘的开启和关闭，并且能够在APP 上查看窗帘的状态。