文章目录

• 一、前言
• • 1.1 项目介绍
  • • 【1】项目开发背景
    • 【2】设计实现的功能
    • 【3】项目硬件模块组成
    • 【4】设计意义
    • 【5】国内外研究现状
    • 【6】摘要
  • 1.2 设计思路
  • 1.3 系统功能总结
  • 1.4 开发工具的选择
  • • 【1】设备端开发
    • 【2】上位机开发
  • 1.5 参考文献
  • 1.6 系统框架图
  • 1.7 系统原理图
  • 1.8 实物图
  • 1.9 模块的技术详情介绍
  • • 【1】合宙Air724UG 4G模块
    • 【2】BH1750传感器
    • 【3】SHT30温湿度模块
    • 【4】MQ135气体传感器
    • 【5】GPS模块
    • 【6】MQTT协议
• 二、硬件选型
• • 2.1 STM32开发板
  • 2.2 USB下载线
  • 2.3 杜邦线（2排）
  • 2.4 OLED显示屏（SPI协议7针）
  • 2.5 GPS模块
  • 2.6 Air724UG 4G模块
  • 2.7 LED白色路灯模块
  • 2.8 BH1750光敏传感器
  • 2.9 人体感应-热释电模块
  • 2.10 SHT30温湿度模块
  • 2.11 MQ135空气质量检测
  • 2.12 独立按键
  • 2.13 洞洞板
  • 2.14 太阳能充电板【可选】
  • 2.15 电源扩展板
• 三、部署华为云物联网平台
• • 3.1 物联网平台介绍
  • 3.2 开通物联网服务
  • 3.3 创建产品
  • • （1）创建产品
    • （2）填写产品信息
    • （3）产品创建成功
    • （4）添加自定义模型
    • • • 【1】创建服务ID
        • 【2】环境温度 SHT30_T 浮点数
        • 【3】环境湿度 SHT30_H 浮点数
        • 【4】HumanBody_Flag 人体感应 0无人 1有人
        • 【5】BH1750 环境光强 浮点数
        • 【6】LED_SW 路灯开关 布尔类型 1开 0关
        • 【7】MQ135 空气质量 浮点数
        • 【8】LED_SW_Flag 路灯的状态 布尔类型 1故障 0正常
        • 【9】SOS_Info SOS紧急求助 布尔类型 1求助 0正常
        • 【10】gps_lng 经度定位信息 浮点数类型
        • 【11】gps_lat 纬度定位信息 浮点数类型
        • 【12】mode_type 运行模式 整型枚举 1自动 0手动
    • （5）创建完成
  • 3.4 添加设备
  • • （1）注册设备
    • （2）根据自己的设备填写
    • （3）保存设备信息
    • （4）设备创建完成
    • （5）设备详情
  • 3.5 MQTT协议主题订阅与发布
  • • （1）MQTT协议介绍
    • （2）华为云平台MQTT协议使用限制
    • （3）主题订阅格式
    • （4）主题发布格式
  • 3.6 MQTT三元组
  • • （1）MQTT服务器地址
    • （2）生成MQTT三元组
  • 3.7 模拟设备登录测试
  • • （1）填入登录信息
    • （2）打开网页查看
    • （3）MQTT登录测试参数总结
  • 3.8 项目凭证
  • 3.9 创建IAM账户
  • 3.10 获取影子数据
  • 3.11 修改设备属性
• 四、Qt开发入门与环境搭建
• • 4.1 Qt是什么？
  • 4.2 Qt版本介绍
  • 4.3 Qt开发环境安装
  • 4.4 开发第一个QT程序
  • 4.5 调试输出
  • 4.6 QT Creator常用的快捷键
  • 4.7 QT帮助文档
  • 4.8 UI设计师使用
  • 4.9 按钮控件组
  • 4.10 布局控件组
  • 4.11 基本布局控件
  • 4.12 UI设计师的布局功能
• 五、上位机开发
• • 5.1 Qt开发环境安装
  • 5.2 新建上位机工程
  • 5.3 切换编译器
  • 5.4 编译测试功能
  • 5.5 设计UI界面与工程配置
  • • 【1】打开UI文件
    • 【2】开始设计界面
  • 5.6 设计代码
  • • 【1】获取token
    • 【2】获取影子数据
    • • （1）获取当前时间并更新界面上的时间标签
      • （2）设置请求URL和初始化网络请求
      • （3）构造API请求URL
      • （4）设置请求的头部信息
      • （5）设置请求URL并发送请求
      • （6）总结
    • 【3】解析数据更新界面
    • • • （1）**设备属性查询 (function_select == 0)**
        • （2）**接收并解析 JSON 数据**
        • （3）**解析 JSON 对象**
        • （4）提取和解析设备状态数据
        • （5）**提取具体的设备属性数据**
        • （6）**时间处理和显示**
        • （7）**数据显示和界面更新**
        • （8）**根据数据值调整显示样式**
        • （9）**设备离线状态判断**
        • （10）**更新 UI 控件的状态**
        • （11） **界面更新方法**
        • （12）总结
  • 5.5 编译Windows上位机
  • 5.6 配置Android环境
  • • 【1】选择Android编译器
    • 【2】创建Android配置文件
    • 【3】配置Android图标与名称
    • 【4】编译Android上位机
  • 5.7 设备仿真调试
• 六、 Air724UG 模块调试过程
• • 6.1 官方文档
  • 6.2 模块调试接线
  • 6.3 串口调试过程
  • • 【1】AT命令
    • 【2】读取模块厂商信息
    • 【3】读取详细的固件版本
    • 【4】查询卡是否插好
    • 【5】查询信号质量
    • 【6】查询网络注册状态
    • 【5】查询模组是否注册上GPRS网络
    • 【6】查询附着GPRS网络
• 七、硬件开发
• • 7.1 硬件连线
  • 7.2 硬件原理图
  • 7.3 硬件组装过程
  • 7.4 硬件实物图
  • 7.5 KEIL工程截图
  • 7.6 程序下载
  • 7.7 程序正常运行效果
  • 7.8 取模软件的使用
  • 7.9 4G模块与服务器通信
  • • （1）**组合JSON报文数据**
    • （2）**上报数据到云平台**
    • （3）**判断数据上传是否成功**
    • （4）总结
  • 7.10 硬件初始化
  • • （1）**释放PA15**
    • （2）**按键初始化**
    • （3）**LED灯初始化**
    • （4）**串口1初始化（用于打印）**
    • （5）**ADC初始化**
    • （6）**初始化定时器，输出PWM信号**
    • （7）**默认关灯**
    • （8）**红外热释电模块初始化**
    • （9）**环境温湿度传感器初始化（SHT30）**
    • （10）**环境光强检测模块初始化（BH1750）**
    • （11）**串口2初始化（用于与4G模块通信）**
    • （12）**定时器2初始化（辅助串口2接收）**
    • （13）**串口3初始化（用于接收GPS模块数据）**
    • （14）**定时器3初始化（辅助串口3接收）**
    • （15）**定时器4初始化（用于人体检测传感器滤波算法）**
    • （16）**OLED显示屏初始化**
    • （17）**OLED清屏**
    • （18）**刷新OLED屏幕数据**
    • （19）总结
  • 7.11 4G模块-初始化
  • • （1）**OLED清屏并显示初始化信息**
    • （2）**重试次数初始化**
    • （3）**检测Air724UG 4G模块硬件是否正常**
    • （4）**4G模块初始化**
    • （5）**4G网络通讯服务初始化**
    • （6）**MQTT协议初始化**
    • （7）**MQTT主题订阅**
    • （8）总结
  • 7.12 数据采集与显示
  • • （1）**时间计数器控制** (`time_cnt > 150`)
    • （2）**LED指示灯控制**
    • （3）**空气质量采集** (MQ135)
    • （4）**温湿度数据采集** (SHT30)
    • （5）**光强度数据采集** (BH1750)
    • （6）**人体检测** (红外热释电传感器)
    • （7）**自动模式下的路灯亮度调节**
    • （8）**路灯故障检测**
    • （9）**OLED显示更新**
    • （10）**数据上传到MQTT云端**
    • （11）总结
  • 7.13 按键代码
  • • （1）**按键扫描**
    • （2）**切换显示页面**
    • （3）**触发紧急信号**
    • （4）**模式切换**
    • （5）**开关路灯**
    • （6）**总结**
  • 7.14 上位机命令处理
  • • （1）**接收 4G 模块的数据**
    • （2）**分析接收到的数据**
    • （3）**路灯控制**
    • （4）**模式切换**
    • （5）**解析请求 ID**
    • （6）**上报属性修改响应**
    • （7）**清理和标志位重置**
    • （8）**总结**
  • 7.15 GPS定位信息处理
  • • （1）**接收GPS模块的数据**
    • （2）**解析GPS数据**
    • （3）**输出经纬度信息**
    • （4）**清理接收缓存**
    • **（5）GPS 数据格式**
    • （6）**总结**
• 八、使用STM32代码的流程以及注意事项
• • 8.1 第1步
  • 8.2 第2步
  • 8.3 第3步
• 九、代码移植更改
• • 【1】STM32代码
  • 【2】Qt上位机代码
• 任务书
• • • 任务书
    • • 一、课题名称
      • 二、课题背景及意义
      • 三、设计任务
      • 四、设计内容
      • 五、计划安排
      • 六、预期成果
      • 七、指导教师意见
      • 八、学生签名
      • 九、指导教师签名
• 开题报告
• • • • 一、项目背景与意义
      • 二、研究现状与发展趋势
      • 三、设计目标
      • 四、技术方案
      • • （1）系统总体架构
        • （2）硬件设计
        • （3）软件设计
      • 五、创新点
      • 六、预期成果
      • 七、工作计划
      • 八、参考文献