原标题：基于STM32F103C8T6单片机的教室灯光控制系统设计方案

基于STM32F103C8T6单片机+ESP8266无线WIFI模块的教室

1.随着智能化和物联网技术的快速发展，教室灯光控制系统也在向智能化、远程控制和节能化方向发展。本文将设计一个基于STM32F103C8T6单片机和ESP8266无线WIFI模块的教室灯光控制系统，通过无线通信实现对教

2. 系统总体方案

该系统的核心

1. 远程控制：通过手机或电脑远程控制教室灯光。

2. 自动化控制：通过传感器检测教室的亮度和人员活动，自动调节灯光。

3. 定时控制：设定灯光的开关时间，实现定时控制。

3. 硬件设计

3.1 主控芯片

STM32F103C8T6单片机：

• 型号与参数：

• 处理器：ARM Cortex-M3

• 主频：72MHz

• Flash：64KB

• SRAM：20KB

• 外设接口：GPIO、ADC、USART、I2C、

• 在设计中的作用：

• 数据处理与控制：采集传感器数据，处理控制算法。

• 外围设备管理：控制灯光继电器的开关，读取光敏传感器和红外传感器数据。

• 通信接口：通过USART

3.2 无线通信模块

ESP8266模块：

• 型号与参数：

• 处理器：Tensilica L106 32-bit RISC

• 主频：80MHz

• Flash：4MB

• Wi-Fi标准：802.11 b/g/n

• 在设计中的作用：

• 无线通信：连接Wi-Fi网络，提供与远程客户端的通信。

• 数据转发：将来自STM32的控制命令发送到远程服务器或用户设备，并将用户指令传递给STM32。

3.3 其他硬件组件

• 光敏传感器：检测教

• 红外传感器：检测教室内是否

• 继电器模块：控制灯光的通断。

• 电源模块：为系统提供稳定的电

4. 软件设计

4.1 系统架构

系统软件分为三部分

1. 传感器数据采集与处理模块：读取光敏传感器和红外

2. 控制算法模块：根据传感器

3. 通信模块：实现STM32与ESP8266之间的

4.2 主要功能实现

数据采集：

void ReadSensors(void) {
    uint16_t lightLevel = ADC_Read(LIGHT_SENSOR_CHANNEL);
    
    uint8
uint8_t presence = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, IR_SENSOR_PIN);
    ProcessSensorData(lightLevel, presence);
}

控制算法：

void ControlLights(uint16_t lightLevel, uint8_t presence) {
    if (presence && lightLevel < THRESHOLD) {
        Relay_On();
    } else {
        Relay_Off();
    }
}

通信处理：

void USART_IRQHandler(void) {
    if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) {
        uint8_t data = USART_ReceiveData(USART1);
        ProcessCommand(data);
    }
}

ESP8266初始化与配置：

void ESP8266_Init(void) {
    USART_SendString(USART1, "AT+RST
");
    Delay(5000);
    USART_SendString(USART1, "AT+CWMODE=1
");
    Delay(2000);
    USART_SendString(USART1, "AT+CWJAP="SSID","PASSWORD"
");
    Delay(8000);
}

4.3 定时控制功能

通过RTC模块实现定时控制：

void RTC_Config(void) {
    RTC_InitTypeDef RTC_InitStructure;
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
    PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
    BKP_DeInit();
    RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) == RESET) {}
    RCC_RTCCLKConfig(RCC_RTCCLKSource_LSE);
    RCC_RTCCLKCmd(ENABLE);
    RTC_WaitForSynchro();
    RTC_ITConfig(RTC_IT_SEC, ENABLE);
    RTC_SetPrescaler(32767);
    RTC_WaitForLastTask();
}

定时触发灯光控制：

void RTC_IRQHandler(void) {
    if (RTC_GetITStatus(RTC_IT_SEC) != RESET) {
        static uint32_t counter = 0;
        counter++;
        if (counter >= 3600) { // 一小时触发一次
            counter = 0;
            ToggleLights();
        }
        RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_SEC);
        RTC_WaitForLastTask();
    }
}

5. 系统调试与测试

5.1 硬件调试

1. 单片机与传感器调试：确保STM32能够正确读取光敏传感器和红外传感器的数据。

2. 继电器控制调试：测试STM32对继电器的控制，确保灯光能够正确开关。

3. ESP8266通信调试：确认ESP8266能够正确连接Wi-Fi并与STM32进行数据通信。

5.2 软件测试

1. 传感器数据处理测试：模拟不同光强度和人员活动情况，检查系统对灯光的控制是否符合预期。

2. 远程控制测试：通过手机或电脑发送控制指令，验证系统能够正确接收和执行指令。

3. 定时控制测试：设置定时任务，观察灯光是否按预定时间开关。

6. 总结

本文设计了一种基于STM32F103C8T6单片机和ESP8266无线WIFI模块的教室灯光控制系统。该系统能够实现远程控制、自动化控制和定时控制功能，具备较高的智能化和便利性。通过详细的硬件设计、软件实现和调试测试，该系统具有良好的应用前景，可以为智能教室的建设提供有效的技术支持。

参考文献

• STMicroelectronics. (2020). STM32F103C8T6 Datasheet.

• Espressif Systems. (2021). ESP8266EX Datasheet.

• ARM. (2020). Cortex-M3 Technical Reference Manual.

• IEEE. (2017). 802.11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications.

以上内容涵盖了一个基于STM32F103C8T6单片机和ESP8266无线WIFI模块的教室灯光控制系统的详细设计方案