智能樓宇專案總結

模塊

節點板(STM32F103R8T6)：DHT11、MQ2、MQ135、熱釋電、光敏電阻、0.96oled、外部flash模塊，
中控板(STM32F407ZET6)：ESP8266、3.5寸TFTLCD屏、外部flash模塊，

重要技術

RS485通信、MQTT通信協議、Modbus通信協議、GUI界面設計、SPI協議、單總線協議（1-wire），

相關介紹（節點板一些相關的資料）

單總線協議（1-wire）：

微處理器與 DHT11之間的通訊采用單總線通信,一次通訊時間4ms左右,資料分小數部分和整數部分,具體格式在下面說明,當前小數
部分用于以后擴展,現讀出為零.操作流程如下:
一次完整的資料傳輸為40bit,高位先出，
資料格式:
8bit濕度整數資料+8bit濕度小數資料
+8bi溫度整數資料+8bit溫度小數資料
+8bit校驗和
資料傳送正確時校驗和資料等于
“8bit濕度整數資料+8bit濕度小數資料+8bi溫度整數資料+8bit溫度小數資料”
所得結果的末8位，

通訊程序：

流程如下

產生起始信號（空閑的時候要把總線拉高）：
1）總線空閑狀態為“高電平”,主機把總線拉低等待DHT11回應,主機把總線拉低必須大于18毫秒,保證DHT11能檢測到起始信號，之后需要把總線變為空閑狀態，讓DHT11可以通知你，（電平的跳變通知DHT11，給DHT11一定的反應時間讓它知道你要和它通信了）

2）DHT11接收到主機的開始信號后,等待主機開始信號結束,然后發送80us“低電平回應信號”，（DHT11知道你要和它通信，它告訴你它收到你的請求，可以和你通信了）
3）主機發送開始信號結束后,延時等待20-40us后, 讀取DHT11的回應信號（你接收它告訴你的訊息，看它是否可以和你通信（總線為低電平,說明DHT11發送回應信號,如果讀取回應信號為高電平,則DHT11沒有回應,請檢查線路是否連接正常），并等待它就緒）

4）等待DHT11釋放總線（釋放之后你就可以給它發訊息了,DHT11發送回應信號后,再把總線
拉高80us,準備發送資料）
主機發送開始信號后,可以切換到輸入模式,或者輸出高電平均可, 總線由上拉電阻拉高，

//產生起始信號
u8 DHT11_Stat(void)
{
	u8 time = 0;
	//1）產生起始信號
	DHT11_OUT(1);
	Delay_us(10);
	DHT11_OUT(0);
	Delay_ms(20);
	DHT11_OUT(1);     
	time = 0;
	//	2)、3)等待應答
	while(DHT11_IN != 0){
		Delay_us(1);
		time++;
		if(time ==100)
			return 1;
	}
	time = 0;
	// 4）等待DHT11釋放總線
	while(DHT11_IN != 1){
		Delay_us(1);
		time++;
		if(time ==100)
			return 1;
	}
	return 0;
}

發送資料:
1)每一bit資料都以50us低電平時隙開始
2)高電平的長短定了資料位是0還是1.
3)當最后一bit資料傳送完畢后，DHT11拉低總線50us,隨后總線由上拉電阻拉高進入空閑狀態，
格式見下面圖示.

數字0信號表示方法:

數字1信號表示方法:

```bash
//讀取并處理資料
u8 DHT11_ReadData(float *temp,float *hum)
{
	u8 time = 0;
	u8 i, j;
	u8 data[5] = {0};
	if(DHT11_Stat())
		return 1;
	for(i = 0;i<=4;i++)
		for(j = 0;j<8;j++){
			time = 0;
			while(DHT11_IN != 0){// 3) 最后一bit資料傳送完畢后
				Delay_us(1);
				time ++;
				if(time == 100)
					return 1;
			}
			time = 0;
			while(DHT11_IN != 1){//  1） 等待本次資料開始發送
				Delay_us(1);
				time ++;
				if(time == 100)
					return 1;
			} 
		// 2) 判斷數字信號為0還是1
			Delay_us(30);  //26-28us為0，大于70us為1
			if(DHT11_IN)//判斷資料位0/1
				data[i] |= 1<<(7-j);
			else
				data[i] &= ~(0x01<<(7-j));
		}
	//校驗
	if(data[4] == data[0]+data[1]+data[2]+data[3]){
		*hum = data[0]+data[1]/10.0;
		*temp = data[2]+data[3]/10.0;
	}
	else
		printf("Check the error\r\n");
	return 0;
}

RS485通信

Modbus和RS485在兩個板之間都需要

RS485:
RS485多用于長距離傳輸的應用場景，大多數是在工業場景中，RS485電平邏輯采用差分電平，即傳輸資料至少需要兩根信號線，根據兩根信號線電壓的差值來確定電平邏輯，發送端電平：

>+2V ~ +6V 代表邏輯1
<-2V ~ -6V 代表邏輯0
其他 無意義

接收端電平：

> +200mv 代表邏輯1
< -200mv 代表邏輯0
其他 無意義

RS485是半雙工通信（485通信時用兩根線進項通信，兩根線的壓差表示信號為高電平還是低電平，所以485為半雙工通信，用兩個線的壓差來表示的0/1，其抗干擾能力會變強(差分信號抗干擾能力強)）

TTL電平（數電有介紹）:
目前我們熟知的單片機基本上都是使用的TTL電平的信號系統，這是計算機處理器控制的設備內部各部分之間通信的通信標準，
電平標準為:
輸出：

大于2.4V 代表邏輯1
小于0.4V 代表邏輯0

輸入：

小于0.8V 代表邏輯0
大于2V 代表邏輯1
其他 無意義

TTL電平輸入腳懸空時是內部認為是高電平，要下拉的話應用1k以下電阻下拉，

TTL電平無法進行長距離傳輸，抗干擾能力弱，信號衰減較大，

TTL電平為邏輯電平而設計，基本用于板級通信，單片機基本上都使用TTL信號系統，

本專案選擇RS485通信愿意之一就是為了增強抗干擾能力，

ModBus（簡述）：

MODBUS 是 OSI 模型第 7 層上的應用層報文傳輸協議，

ModBus大致分為以下幾種:
Modbus-RTU 本專案用的時這個協議（需要crc校驗）
Modbus-ASCII
Modbus-TCP

modbus幀結構
幀結構 = 地址 + 功能碼+ 資料 + 校驗

地址: 占用一個位元組，范圍0-255，其中有效范圍是1-247，其他有特殊用途，比如255是廣播地址(廣播地址就是應答所有地址，正常的需要兩個設備的地址一樣才能進行查詢和回復)，

功能碼：占用一個位元組，功能碼的意義就是，告訴從機主機想干啥

資料：它因不同的功能碼及不同的從機而不同，資料區可以是實際資料、狀態值、參考地址、資料長度等等，

校驗：為了保證資料不錯誤，增加這個，然后再把前面的資料進行計算看資料是否一致，如果一致，就說明這幀資料是正確的，我再回復；如果不一樣，說明你這個資料在傳輸的時候出了問題，資料不對的，所以就拋棄了，

其他模塊

MQ2、MQ135、光敏電阻用的是ADC模數轉換，此處會用到DMA，
熱釋電通過一系列電路將信號轉換為0/1來判斷是否有人，
oled通信方式有6800、 8080 兩種并行通信、SPI 、IIC 通信，這里選用的是SPI通信，
外部flash（W25Q64）:選用的是SPI通信，flash用來存盤oled所需要的字庫，

上面主要介紹了一些不常見和比較重要的，常見的沒詳細介紹