一，设计由来：

北方的冬天实在是冷，可是从入职开始公司的暖气管道就是坏的，光靠一台空调加热，一遇到下雪，办公室就冷的更厉害。无奈只好买了一个小型的热风器放到脚下。这下腿不冷了，可是新的问题又来了。每次下班后总是担心这热风机关了没有，曾几次下班后为了确认是否关了热风机，开车返回公司确认。而如今恰逢立创EDA进行暑期培训进阶版培训物联网相关知识，于是，做一个远程控制的插座，今冬就可以派上用场了。用手机APP 远程查看控制我的小热风机，就不会再开车返回公司确认是否关机，是否已经安全了，岂不美哉！

二，拟实现功能及方案选择：

功能要求

1. 连接阿里云平台远程控制开关的通断
2. 本地控制开关的通断
3. 可以插上其他用电器，检测电压，电流功率，可当功率计使用
4. 有万年历功能
5. 可测量室内温度和湿度
6. 可TFT 彩屏显示各项功能。

方案选型

• 主控选型：

选用意法半导体STM32F030C8T6。         STM32F030采用ARM Cortex内核，运算速度高达48 MHz。STM32F030是STM32系列中价格最低的产品，性价比极高，FLAS容量64K，RAM 8K，并且支持在线仿真功能。本人在多个项目中选用，性能稳定可靠。                

• WIFI模块选型：

由于对云平台没有基础，跟随训练组选用庆科模块EMW3080，使用ILOP.A236 阿里云飞燕固件。               

• 继电器选型：

选用经济实惠的松乐继电器 型号：SRD-05VDC-SL-C            

• 高精度RTC时钟：选用RTC业界里程碑 DS3231M，经项目测试其精度可以与电波钟媲美。

• EEPROM 存储器选用 FT24C16A-ELR-T体积小，价格低，容量大，稳定可靠

• 温湿度传感器

选用DHT11     湿度测量范围5-95%RH     分 辨 率：16Bit    温度范围-20-60度   分 辨 率：16Bit

• 电压电流功率测量部分

选用合力为HLW8032电量计芯片，性能优良，精度高，电路简单，无需变压器采样。  可以测量有功功率、视在功率、电流和电压有效值  有功电能脉冲 PF 管脚输出  在 1000： 1 的动态范围内，有功功率的测量误差达到 0.2%  在 1000： 1 的动态范围内，有效电流的测量误差达到 0.5%  在 1000： 1 的动态范围内，有效电压的测量误差达到 0.5%  UART 通讯，方便接入 * SOP8 封装型式

• 隔离通讯部分:

由于控制部分是弱点，采样部分是强电，需要做隔离，采用了海凌科HLK-1D0505的DCDC模块给功率测量部分供电。 荣派π121U31隔离通讯，用于功率模块数据经电气隔离后发送给MCU 采样。

• IPS显示部分

采用中景园IPS0.96彩屏模块，显示清晰，分辨率高。

• 供电部分 WIFI 模组选用AMS1117-3.3经典降压模块，MCU 部分选用XC6206P332MR分开供电，减少相互干扰。

三，原理图,及PCB 设计

• 电源部分设计，使用USB 和XH插座两种设计，USB 前期调试方便供电，实际产品使用的2芯插座供电。增加了多个滤波退耦电容保证各模块供电稳定。

• WIFI 模组部分：参考官方电路设计，串口部分设计了跳线帽。方便链接电脑调试和升级程序。

• MCU 部分，官方推荐基本工作电路增加了一个仿真接口和一个按键。

• 温湿度传感器，比较简单，单总线部分只需要一个上拉电阻就可以。

• 显示部分，一个TFT彩屏模块和2个指示灯

• 时钟模块和EEPROM，由于都是IIC 接口，把他们挂接到一个IIC总线上。

• 最后是强电部分，功率测量：这部分参考芯片推荐线路，增加了隔离供电和通讯部分。

• PCB 布板，主要考虑WIFI 天线部分需要净空，强弱电需要留有足够的安全距离，距离不够的开槽减小爬电，增加安全距离。

四，设计外壳。

• PCB 有了，得给他安个家了。设计外壳，准备3D 打印。软件仿真的外壳效果。

五，PCB 发到嘉立创制作了，开始移植代码。

零妖大佬分享的代码是51的，我使用STM32F030所以需要移植关键部分的代码。        主要需要移植2部分代码，一部分是定时器，1部分是串口。

• 定时器部分，将定时器2设置位1mS一次中断，用户各任务调度。

        定时器中断服务程序，执行各任务的定时操作。          

• 串口部分

将串口0配置成115200，1,8,N,1模式与WIFI模块对接。               

串口1中断处理WIFI业务逻辑        至此主要底层部分移植完毕。

六，焦急的等待PCB

8月15日，距离作业截至日期还有2天了，PCB还在路上，给顺丰打了好几次电路，下午时分PCB终于送到了。

• 搞出来一个看看：还不错。

• 赶紧开始焊接，太着急了，中间忘了拍照，一口气焊接成这样了。

• 测试一下TFT 屏幕，合适。

• 迫不及待的下载程序

• 不错，WIFI 模组可以通讯。接下来调试自己增加的功率测量和RTC时钟，DHT11温湿度测量，TFT显示部分。
• 程序调试一角

七，调试程序

前面PCB 回来没回来时候程序已经做了一些前期工作，后面的调试主要在增加功能上。

• IPS0.96彩屏部分的调试，这部分花费了不少时间，主要的问题是屏幕显示的数据太多，导致主程序运行速度不够，调度器无法正常工作，最后在中景园例程的基础上，修改SPI 模式为DMA操作，增加了串数效率，这样程序才正常跑了起来。

DMA 部分的关键配置

• HLW8032部分，这部分没有什么难度，配置串口2位4800，1,8,E,1模式。数据接收后按照官方手册解析数据即可。主要的一些工作是处理数据有效位标志上。，状态寄存器要特别留意，否则会读到不准确的数据。

• DS3231部分，这部分代码移植自以前的项目代码，比较轻松搞定。其中一个函数部分做了星期自动转换

• 最后是温湿度传感器DHT11，这个单总线协议芯片，网上有很多资料。借鉴，修改IO后，直接工作正常了。

程序完全移植后，设备可以正常工作了，此时已是夜里2点了。

八，APP部分

• 首先在阿里云实名认证https://www.yuque.com/iiyqfa/ssdag4/av5un6
• 然后登陆阿里云物联网平台https://www.yuque.com/iiyqfa/ssdag4/av5un6

点击创建新项目 输入项目名称，点击确认 选择项目后，添加需要的功能 及自定义功能 将各标识符记录下来，程序里要对应各标识符，否则APP和实物无法对应。 选择使用公办APP 选择分享方式 配网方式首选一键配网，备用方式AP配网。 这个有的路由器兼容性问题，无法配成功，我在家例和公司都可以很容易配网，出差的这个酒店怎么也配不成功，也许是路由进行了设置。不懂了！ 多语言拉到最后，点下保存就行，因为也不是给老外用啊。

开始选择面板设计功能，这里费了好多时间，自己做的面板死活无法控制设备，后来才发现是标识符和程序里不对应，经过多次尝试，修改代码，终于找到了问题。 打开天猫精灵选项 自己设计的APP，对于色弱的我来说，设计面板简直是恶梦啊，还好功能可以正常实现，哈哈。。。。 选择下一步设备调试 新增测试设备 然后记录三元组   将三元组添加到自己的设备中，就可以和阿里云互传消息了。

• APP 调试

九，成品展示

下面该外壳上场了，3D 打印的有点丑，不过好歹有件衣服啊，嘿嘿。

• 穿上衣服的样子

• 来个屏幕特写;

• 与商用功率计比较，精度好不错哦。

• 天猫精灵控制也正常，本也想上传天猫精灵控制的视频，无奈出差了，天猫精灵不在身边。