1.智慧物聯(lián)百科?

智慧物聯(lián)，作為物聯(lián)網(wǎng)與人工智能等前沿技術(shù)深度融合的結(jié)晶，正引領(lǐng)著新一輪的科技革命與產(chǎn)業(yè)變革浪潮。它不僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的技術(shù)概念，而是構(gòu)建了一個(gè)萬物互聯(lián)、智能感知、自主決策的全新生態(tài)系統(tǒng)。在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，各式各樣的設(shè)備與物品，從日常家居用品到工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，從城市基礎(chǔ)設(shè)施到自然環(huán)境要素，都被賦予了“智慧”的屬性，通過內(nèi)置的傳感器技術(shù)，它們能夠?qū)崟r(shí)采集并傳輸各種關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、光照、壓力、位置等，這些數(shù)據(jù)如同物聯(lián)網(wǎng)的“血液”，流淌在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)之間，構(gòu)建起一個(gè)龐大而復(fù)雜的信息網(wǎng)絡(luò)。而網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，如WiFi、藍(lán)牙、LoRaWAN、NB-IoT等，則為這個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)提供了穩(wěn)定、高效、低成本的傳輸通道，確保了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性，使得智慧物聯(lián)的應(yīng)用場(chǎng)景得以無限拓展，無論是智能家居的便捷控制，還是工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化監(jiān)控，亦或是城市管理的智慧化升級(jí)，都離不開這些通信技術(shù)的有力支撐。

??與此同時(shí)，云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)的崛起，為智慧物聯(lián)提供了強(qiáng)大的后臺(tái)處理能力。云計(jì)算平臺(tái)以其彈性可擴(kuò)展的計(jì)算資源，輕松應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)處理需求，而大數(shù)據(jù)技術(shù)則通過先進(jìn)的算法與模型，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘與分析，揭示出隱藏在數(shù)據(jù)背后的規(guī)律與趨勢(shì)，為決策提供科學(xué)依據(jù)。更重要的是，人工智能技術(shù)的融入，使得智慧物聯(lián)系統(tǒng)具備了自主學(xué)習(xí)與決策的能力，它能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)信息，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行策略，優(yōu)化資源配置，甚至預(yù)測(cè)未來趨勢(shì)，從而在無需人工干預(yù)的情況下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自我優(yōu)化與升級(jí)。

??智慧物聯(lián)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛而深遠(yuǎn)，它正深刻改變著我們的生活方式、工作模式與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在智能家居領(lǐng)域，智慧物聯(lián)讓家居設(shè)備實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通，用戶可以通過手機(jī)或語音助手輕松控制家中的燈光、空調(diào)、窗簾等，享受便捷舒適的居住環(huán)境；在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，智慧物聯(lián)推動(dòng)了制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)測(cè)并預(yù)防故障發(fā)生，提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量；在城市管理領(lǐng)域，智慧物聯(lián)則助力構(gòu)建智慧城市，通過智能交通系統(tǒng)緩解擁堵，通過環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，通過公共安全系統(tǒng)提升城市安全水平。

??此外，智慧物聯(lián)還在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、教育等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力與價(jià)值，它正在成為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的重要力量。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與應(yīng)用場(chǎng)景的持續(xù)拓展，智慧物聯(lián)的未來將更加廣闊，它將進(jìn)一步融合5G、區(qū)塊鏈、邊緣計(jì)算等新興技術(shù)，構(gòu)建起更加安全、高效、可持續(xù)的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，為人類社會(huì)的智能化發(fā)展貢獻(xiàn)更多智慧與力量。

2.系統(tǒng)板硬件介紹

本系統(tǒng)板采用STM32F103C8T6作為主控MCU，搭配有安信可AI-WB2-12F模組，支持2.4G WIFI和BLE5.0藍(lán)牙，內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧、MQTT物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，支持HTTPS，采用AT指令集開；海凌科V20離線語音模組，可自定義語音識(shí)別詞條；顯示屏采用0.96寸OLED，單色屏幕，采用SPI方式驅(qū)動(dòng)，刷新速度快，顯示清晰；采用TYPC-C接口5V驅(qū)動(dòng)，支持串口下載和ST_LINK下載方式；其他外圍接口有1個(gè)電源指示燈，1個(gè)可編程LED、1個(gè)復(fù)位按鍵，1個(gè)可編程按鍵；所以可用IO端口均已引出。具體硬件實(shí)物如圖所示：

3.系統(tǒng)板電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)板采用嘉立創(chuàng)EDA設(shè)計(jì)，所有模組均采用立創(chuàng)提供的封裝庫，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，方便快捷，硬件電路如下：

??整體設(shè)計(jì)包括有主控MCU核心接口電路、電源電路和下載電路、OLED屏幕接口電路、WIFI模組電路、AI離線語音識(shí)別電路、系統(tǒng)復(fù)位、LED燈和按鍵電路。

4.模組介紹

4.1 STM32主控MCU

??STM32F103C8T6 是意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）推出的基于 ARM Cortex-M3 內(nèi)核的 32 位微控制器，具備高性能、低功耗和豐富的外設(shè)資源，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、消費(fèi)電子、物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。 ARM Cortex-M3 32 位 RISC 處理器，主頻 72 MHz，運(yùn)算性能達(dá) 1.25 DMIPS/MHz，支持單周期乘法和硬件除法。64 KB Flash 存儲(chǔ)器（用于程序存儲(chǔ)）和 20 KB SRAM（用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)），支持通過外擴(kuò)擴(kuò)展存儲(chǔ)容量。32 位總線寬度，存儲(chǔ)器映射中程序從 0x0800_0000 啟動(dòng)，SRAM 位于 0x2000_0000，通過系統(tǒng)總線矩陣連接 AHB 與 APB 外設(shè)，確保高效數(shù)據(jù)通路。
- 2 個(gè)獨(dú)立 12 位 ADC 模塊，最多支持 16 個(gè)外部通道（受引腳限制）和 2 個(gè)內(nèi)部通道（溫度傳感器、內(nèi)部參考電壓 VREFINT），最高采樣速率 1 MSPS（14 MHz ADC 時(shí)鐘下）。
- 定時(shí)器：
- 高級(jí)控制定時(shí)器（TIM1）：支持 PWM 波形生成、編碼器接口。
- 通用定時(shí)器（TIM2-TIM4）：支持輸入捕獲、輸出比較、PWM。
- 基本定時(shí)器（TIM6-TIM7）：基礎(chǔ)計(jì)時(shí)與中斷觸發(fā)。
- 系統(tǒng)滴答定時(shí)器（SysTick）：24 位向下計(jì)數(shù)器。
- 看門狗：獨(dú)立看門狗（IWDG）、窗口看門狗（WWDG）。
- 通信接口：
- USART：3 個(gè)（USART1-USART3）。
- SPI：2 個(gè)（SPI1-SPI2）。
- I2C：2 個(gè)（I2C1-I2C2）。
- CAN：1 個(gè)。
- USB：1 個(gè)全速接口。

4.2 安信可AI-WB2-12F模組

??處理器搭載BL602芯片，內(nèi)置低功耗32位RISC CPU，配備276KB RAM，支持復(fù)雜運(yùn)算與多任務(wù)處理。支持802.11b/g/n協(xié)議，最高速率72.2Mbps，兼容20MHz帶寬。支持BLE 5.0與Bluetooth Mesh，實(shí)現(xiàn)低功耗短距離通信。
??安全性能上支持WPS/WEP/WPA/WPA2 Personal/WPA3安全協(xié)議，保障數(shù)據(jù)傳輸安全。內(nèi)置安全啟動(dòng)功能，支持ECC-256簽名鏡像驗(yàn)證，防止固件篡改。
提供AES 128/192/256位加密引擎與SHA-1/224/256哈希算法，強(qiáng)化數(shù)據(jù)加密能力。
??Wi-Fi接收靈敏度：-98dBm（11b模式，1Mbps速率），確保弱信號(hào)環(huán)境下的穩(wěn)定連接。BLE輸出功率：1Mbps速率下典型值9dBm，支持遠(yuǎn)距離通信。
??支持AT指令集開發(fā)，串口通訊方式，幀格式為：115200、8、N、1

4.3 海凌科V20語音識(shí)別模組

??采用32bit RISC架構(gòu)內(nèi)核，運(yùn)行頻率可達(dá)240M。加入專門針對(duì)信號(hào)處理和語音識(shí)別所需的DSP指令集。支持浮點(diǎn)運(yùn)算的FPU運(yùn)算單元以及FFT加速器，提高語音信號(hào)的識(shí)別能力。
??支持150條本地指令離線識(shí)別，識(shí)別準(zhǔn)確率高。在安靜環(huán)境下識(shí)別率超過95%，在辦公室或放音樂的情況下識(shí)別率超過75%。支持中英文雙語識(shí)別，但一個(gè)模塊只能燒錄一種語言。
??支持自定義喚醒詞、命令詞與應(yīng)答播報(bào)詞。提供TTS語音播報(bào)功能，應(yīng)答內(nèi)容可以任意設(shè)置。支持發(fā)音人音色配置，提供多種音色選擇。

4.4 OLED屏幕

??0.96寸OLED屏幕，7線接口，SPI通訊方式，采用OLED顯示模塊可以帶來多種優(yōu)點(diǎn)。首先，OLED顯示模塊具有良好的色彩表現(xiàn)力和對(duì)比度，可以顯示高清晰度的圖像和字體。其次，OLED顯示模塊的對(duì)比度可調(diào)，可以根據(jù)環(huán)境和用戶需求調(diào)整亮度。此外，OLED 顯示模塊[10]的功耗較低，壽命較長(zhǎng)，使用壽命可達(dá)到5萬小時(shí)以上。采用OLED顯示模塊的技術(shù)主 要包括OLED材料、觸控技術(shù)和功耗管理。OLED材料主要包括有機(jī)發(fā)光二極管和有機(jī)材料膜，其具有電致發(fā)光、色彩純度高和能耗低等特點(diǎn)。 在本次多功能手環(huán)設(shè)計(jì)中，采用OLED顯示模塊[9]可以提高用戶體驗(yàn)、降低能源消耗、延長(zhǎng)使用壽命等多種優(yōu)點(diǎn)，此外，OLED顯示模塊采用的技術(shù)也值得一提。OLED即有機(jī)發(fā)光二極管，相較于傳統(tǒng)LCD 顯示[6]模塊，它具有更高的對(duì)比度、更快的響應(yīng)速度、 更大的視角和更低的功耗，同時(shí)還具備更加鮮明、色彩細(xì)膩的顯示效果。用OLED顯示模塊的優(yōu)點(diǎn)不僅體現(xiàn)在外觀美觀和性能上， 還在于其獨(dú)特的節(jié)能管理能力， 這是眾多用戶選擇它的重要原因之一。

5.測(cè)試程序

本次測(cè)試程序?qū)崿F(xiàn)功能為：

1. 上電播報(bào)語音詞條。
2. 配置WIFI模式為STA，通過HTTPS實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)校時(shí)。
3. 進(jìn)入主循環(huán)，通過HTTPS獲取實(shí)時(shí)天氣數(shù)據(jù)。
4. 語音識(shí)別，通過語音方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制示例。

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "usart1.h"
#include "timer.h"
#include "esp8266.h"
#include "oled.h"
#include "rtc.h"
#include 
#include 
#include 
#define WIFI_NAME "nfj_wifi"
#define PASSWORD "asdfghjkl"
u8 g_rtcflag=0;

/******************解析 天氣數(shù)據(jù)****************
形參：u8* buff原始數(shù)據(jù)
			u8 *Weather_stat天氣數(shù)據(jù)標(biāo)志
			u8 *data解析獲取到的數(shù)據(jù)
返回值：0---成功，其他值---失敗
************************************************/
u8 Weather_analysis(u8* buff,u8 *Weather_stat,u8 *data)
{
	char *p=NULL;
	u16 i=0;
	p=strstr((char *)buff,(char *)Weather_stat);//獲取溫度
	if(p)
	{
		p+=strlen((char *)Weather_stat)+2;
		i=0;
		while(*p!='"' && *p!='?')
		{
			data[i++]=*p++;
		}
		data[i]='?';
		return 0;
	}
	else return 1;
}


int main()
{
    LED_Init();//LED
    Key_Init();
    USARTx_Init(USART1,115200);//一個(gè)字符的收發(fā)時(shí)間：1s/(115200/10)=86us
    USARTx_Init(USART2,115200);
    USARTx_Init(USART3,115200);
    OLED_Init();
    OLED_DispalyFont(16,40,16,font_16[4]);
    OLED_DispalyFont(16+16,40,16,font_16[5]);
    OLED_DisplayStr(16+32,40,16,"|");
    OLED_DispalyFont(16+40,40,16,font_16[6]);
    OLED_DisplayStr(16+56,40,16,"|");
    OLED_DisplayStr(16+64,40,16,"26");
    OLED_DispalyFont(16+80,40,16,font_16[7]);
    OLED_Refresh();
    RTC_Init();
    g_rtcflag=1;
    u8 ret=1;
    while(ret)
    {
        ret=ESP8266_STA_HttpInit(WIFI_NAME,PASSWORD);
        printf("ret=%dn",ret);
        if(ret==0)break;
        USARTx_SendStr(USART3,"AT+RSTrn");
        Delay_Ms(2000);
    }
    // https://sapi.k780.com/
    //AT+HTTPCLIENTLINE=2,2,,sapi.k780.com,,,?app=life.time&appkey=25273&sign=eae95a712a66e7a97dfd39534e24ffb1&format=jsonrn
    //網(wǎng)絡(luò)校時(shí)
      USARTx_SendStr(USART3,(u8*)"AT+HTTPCLIENTLINE=2,2,,sapi.k780.com,,,?app=life.time&appkey=25273&sign=eae95a712a66e7a97dfd39534e24ffb1&format=jsonrn");
      u16 time2=0;
  while(1)
  {
    if(usart3_flag)
    {
      usart3_buffer[usart3_cnt]='?';
      /*
      返回的數(shù)據(jù)格式：JSon
        rx3={"success":"1",
            "result":{
      "timestamp":"1727487843", -->1970/1/1 0:0:0
                "timestamp_ms":"1727487843658",
                 "datetime_1":"2024-09-28 09:44:03",
                  "datetime_2":"2024騫?9??28??09??4??03縐?",
                    "week_1":"6","week_2":"??????,"week_3":"?ㄥ??,"week_4":"Saturday"}}
        解析內(nèi)容："timestamp":"1727487843",  --當(dāng)前秒單位時(shí)間 
        需要自行實(shí)現(xiàn)：將秒時(shí)間轉(zhuǎn)化為：年月日時(shí)分秒 
      */
      printf("rx3=%srn",usart3_buffer);
      char data[30];
      if(Weather_analysis(usart3_buffer,""timestamp"",(u8*)data))
      {
        printf("獲取網(wǎng)絡(luò)時(shí)間失敗rn");
        break;
      }
      printf("data=%sn",data);
      u32 time_sec=atoi(data)+8*60*60;
      //將秒時(shí)間寫入到RTC計(jì)數(shù)器中
      //3.配置RTC寄存器
      RTC->CRH&=~(1CRL&1=255)break;
      }
      if(stat>=255)
      {
        printf("RTC初始化失敗,無法進(jìn)入配置模式rn");
      }
      RTC->CRL|=1CNTH=(time_sec>>16);//寫入高16位
      RTC->CNTL=time_sec;//寫入低16位
      //退出配置模式
      RTC->CRL&=~(1CRL&1=255)
        {
            printf("RTC初始化失敗,退出配置模式失敗rn");
        }
      }  
      RTC->CRH|=1=65535){
        time2=0;
        break;
    }
  } 
    printf("時(shí)間校準(zhǔn)完成rn");
    //獲取天氣
    char str[]={"AT+HTTPCLIENTLINE=2,2,,api.seniverse.com,,,v3/weather/now.json?key=SwD4-ybQxhedD1z7U&location=nanchang&language=en&unit=crn"};
            
    //南昌|晴|18c
    char weather[20];
    char temp[20];
    u16 key=0;
    u32 time=500000;
    while(1)
    {
        
        time++;
        time2++;
        Delay_Ms(1);
        if(time>=500000){
            printf("獲取天氣rn");
            USARTx_SendStr(USART3,(u8*)str);
            time=0;
        }
        if(time2>=500){
            LED1=!LED1;
            time2=0;
        }
        key=Key_GetValue(0);
        if(key)
        {
            
           
             
        }
        if(usart3_flag)
        {
            
            usart3_buffer[usart3_cnt]='?';
            printf("rx3=%sn",usart3_buffer);
            /*
            rx3={"results":[{"location":{"id":"WT47HJP3HEMP",
            "name":"Nanchang","country":"CN","path":"Nanchang,Nanchang,Jiangxi,China",
            "timezone":"Asia/Shanghai",
            "timezone_offset":"+08:00"},
            "now":{"text":"Sunny","code":"0","temperature":"18"},
            "last_update":"2025-11-21T15:37:34+08:00"}]}
            OK
            
            */
            Weather_analysis(usart3_buffer,""text"",(u8*)weather);
            ret=Weather_analysis(usart3_buffer,""temperature"",(u8*)temp);
            if(ret==0){
                g_rtcflag=0;
                printf("ret=%dn",ret);
                printf("weather=%s,%sn",weather,temp);
                OLED_DisplayStr(16+64,40,16,temp);
                OLED_Refresh();
                g_rtcflag=1;    
            }            
            usart3_cnt=0;
            usart3_flag=0;
        }
        if(usart2_flag)
        {
            if(usart2_cnt==3)
            {
                if(usart2_buffer[0]==0x77 && usart2_buffer[2]==0x0a)
                {
                    switch(usart2_buffer[1])
                    {
                        case 1://開燈
                            LED1=0;
                            break;
                        case 7://關(guān)燈
                            LED1=1;
                            break;
                    }
                }
            }
            // printf("rx2=%s,%dn",usart2_buffer,usart2_cnt);
            usart2_flag=0;
            usart2_cnt=0;
        }
        if(usart1_flag)
        {
            usart1_buffer[usart1_cnt]='?';
            printf("rx1=%s",usart1_buffer);
            USARTx_SendStr(USART3,usart1_buffer);
            usart1_cnt=0;
            usart1_flag=0;
        }
    }
}