1.智慧物聯百科?

智慧物聯，作為物聯網與人工智能等前沿技術深度融合的結晶，正引領著新一輪的科技革命與產業變革浪潮。它不僅僅是一個簡單的技術概念，而是構建了一個萬物互聯、智能感知、自主決策的全新生態系統。在這個生態系統中，各式各樣的設備與物品，從日常家居用品到工業生產設備，從城市基礎設施到自然環境要素，都被賦予了“智慧”的屬性，通過內置的傳感器技術，它們能夠實時采集并傳輸各種關鍵數據，如溫度、濕度、光照、壓力、位置等，這些數據如同物聯網的“血液”，流淌在每一個節點之間，構建起一個龐大而復雜的信息網絡。而網絡通信技術的飛速發展，如WiFi、藍牙、LoRaWAN、NB-IoT等，則為這個信息網絡提供了穩定、高效、低成本的傳輸通道，確保了數據的實時性與準確性，使得智慧物聯的應用場景得以無限拓展，無論是智能家居的便捷控制，還是工業生產的自動化監控，亦或是城市管理的智慧化升級，都離不開這些通信技術的有力支撐。

??與此同時，云計算與大數據技術的崛起，為智慧物聯提供了強大的后臺處理能力。云計算平臺以其彈性可擴展的計算資源，輕松應對物聯網應用中產生的海量數據處理需求，而大數據技術則通過先進的算法與模型，對這些數據進行深度挖掘與分析，揭示出隱藏在數據背后的規律與趨勢，為決策提供科學依據。更重要的是，人工智能技術的融入，使得智慧物聯系統具備了自主學習與決策的能力，它能夠根據歷史數據與實時信息，自動調整運行策略，優化資源配置，甚至預測未來趨勢，從而在無需人工干預的情況下，實現系統的自我優化與升級。

??智慧物聯的應用領域廣泛而深遠，它正深刻改變著我們的生活方式、工作模式與產業結構。在智能家居領域，智慧物聯讓家居設備實現了互聯互通，用戶可以通過手機或語音助手輕松控制家中的燈光、空調、窗簾等，享受便捷舒適的居住環境；在工業生產領域，智慧物聯推動了制造業的轉型升級，通過實時監控生產設備的運行狀態，預測并預防故障發生，提高生產效率與產品質量；在城市管理領域，智慧物聯則助力構建智慧城市，通過智能交通系統緩解擁堵，通過環境監測系統保護生態環境，通過公共安全系統提升城市安全水平。

??此外，智慧物聯還在農業、醫療、教育等多個領域展現出巨大的潛力與價值，它正在成為推動社會進步與發展的重要力量。隨著技術的不斷進步與應用場景的持續拓展，智慧物聯的未來將更加廣闊，它將進一步融合5G、區塊鏈、邊緣計算等新興技術，構建起更加安全、高效、可持續的物聯網生態系統，為人類社會的智能化發展貢獻更多智慧與力量。

2.系統板硬件介紹

本系統板采用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藍牙，內置TCP/IP協議棧、MQTT物聯網協議，支持HTTPS，采用AT指令集開；海凌科V20離線語音模組，可自定義語音識別詞條；顯示屏采用0.96寸OLED，單色屏幕，采用SPI方式驅動，刷新速度快，顯示清晰；采用TYPC-C接口5V驅動，支持串口下載和ST_LINK下載方式；其他外圍接口有1個電源指示燈，1個可編程LED、1個復位按鍵，1個可編程按鍵；所以可用IO端口均已引出。具體硬件實物如圖所示：

3.系統板電路設計

本系統板采用嘉立創EDA設計，所有模組均采用立創提供的封裝庫，設計簡單，方便快捷，硬件電路如下：

??整體設計包括有主控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離線語音識別電路、系統復位、LED燈和按鍵電路。

4.模組介紹

4.1 STM32主控MCU

??STM32F103C8T6 是意法半導體（STMicroelectronics）推出的基于 ARM Cortex-M3 內核的 32 位微控制器，具備高性能、低功耗和豐富的外設資源，廣泛應用于工業控制、消費電子、物聯網和醫療設備等領域。 ARM Cortex-M3 32 位 RISC 處理器，主頻 72 MHz，運算性能達 1.25 DMIPS/MHz，支持單周期乘法和硬件除法。64 KB Flash 存儲器（用于程序存儲）和 20 KB SRAM（用于數據存儲），支持通過外擴擴展存儲容量。32 位總線寬度，存儲器映射中程序從 0x0800_0000 啟動，SRAM 位于 0x2000_0000，通過系統總線矩陣連接 AHB 與 APB 外設，確保高效數據通路。
- 2 個獨立 12 位 ADC 模塊，最多支持 16 個外部通道（受引腳限制）和 2 個內部通道（溫度傳感器、內部參考電壓 VREFINT），最高采樣速率 1 MSPS（14 MHz ADC 時鐘下）。
- 定時器：
- 高級控制定時器（TIM1）：支持 PWM 波形生成、編碼器接口。
- 通用定時器（TIM2-TIM4）：支持輸入捕獲、輸出比較、PWM。
- 基本定時器（TIM6-TIM7）：基礎計時與中斷觸發。
- 系統滴答定時器（SysTick）：24 位向下計數器。
- 看門狗：獨立看門狗（IWDG）、窗口看門狗（WWDG）。
- 通信接口：
- USART：3 個（USART1-USART3）。
- SPI：2 個（SPI1-SPI2）。
- I2C：2 個（I2C1-I2C2）。
- CAN：1 個。
- USB：1 個全速接口。

4.2 安信可AI-WB2-12F模組

??處理器搭載BL602芯片，內置低功耗32位RISC CPU，配備276KB RAM，支持復雜運算與多任務處理。支持802.11b/g/n協議，最高速率72.2Mbps，兼容20MHz帶寬。支持BLE 5.0與Bluetooth Mesh，實現低功耗短距離通信。
??安全性能上支持WPS/WEP/WPA/WPA2 Personal/WPA3安全協議，保障數據傳輸安全。內置安全啟動功能，支持ECC-256簽名鏡像驗證，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，強化數據加密能力。
??Wi-Fi接收靈敏度：-98dBm（11b模式，1Mbps速率），確保弱信號環境下的穩定連接。BLE輸出功率：1Mbps速率下典型值9dBm，支持遠距離通信。
??支持AT指令集開發，串口通訊方式，幀格式為：115200、8、N、1

4.3 海凌科V20語音識別模組

??采用32bit RISC架構內核，運行頻率可達240M。加入專門針對信號處理和語音識別所需的DSP指令集。支持浮點運算的FPU運算單元以及FFT加速器，提高語音信號的識別能力。
??支持150條本地指令離線識別，識別準確率高。在安靜環境下識別率超過95%，在辦公室或放音樂的情況下識別率超過75%。支持中英文雙語識別，但一個模塊只能燒錄一種語言。
??支持自定義喚醒詞、命令詞與應答播報詞。提供TTS語音播報功能，應答內容可以任意設置。支持發音人音色配置，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點。首先，OLED顯示模塊具有良好的色彩表現力和對比度，可以顯示高清晰度的圖像和字體。其次，OLED顯示模塊的對比度可調，可以根據環境和用戶需求調整亮度。此外，OLED 顯示模塊[10]的功耗較低，壽命較長，使用壽命可達到5萬小時以上。采用OLED顯示模塊的技術主 要包括OLED材料、觸控技術和功耗管理。OLED材料主要包括有機發光二極管和有機材料膜，其具有電致發光、色彩純度高和能耗低等特點。 在本次多功能手環設計中，采用OLED顯示模塊[9]可以提高用戶體驗、降低能源消耗、延長使用壽命等多種優點，此外，OLED顯示模塊采用的技術也值得一提。OLED即有機發光二極管，相較于傳統LCD 顯示[6]模塊，它具有更高的對比度、更快的響應速度、 更大的視角和更低的功耗，同時還具備更加鮮明、色彩細膩的顯示效果。用OLED顯示模塊的優點不僅體現在外觀美觀和性能上， 還在于其獨特的節能管理能力， 這是眾多用戶選擇它的重要原因之一。

5.測試程序

本次測試程序實現功能為：

1. 上電播報語音詞條。
2. 配置WIFI模式為STA，通過HTTPS實現網絡自動校時。
3. 進入主循環，通過HTTPS獲取實時天氣數據。
4. 語音識別，通過語音方式實現設備控制示例。

#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 天氣數據****************
形參：u8* buff原始數據
			u8 *Weather_stat天氣數據標志
			u8 *data解析獲取到的數據
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);//一個字符的收發時間：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
    //網絡校時
      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]='?';
      /*
      返回的數據格式：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"}}
        解析內容："timestamp":"1727487843",  --當前秒單位時間 
        需要自行實現：將秒時間轉化為：年月日時分秒 
      */
      printf("rx3=%srn",usart3_buffer);
      char data[30];
      if(Weather_analysis(usart3_buffer,""timestamp"",(u8*)data))
      {
        printf("獲取網絡時間失敗rn");
        break;
      }
      printf("data=%sn",data);
      u32 time_sec=atoi(data)+8*60*60;
      //將秒時間寫入到RTC計數器中
      //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("時間校準完成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;
        }
    }
}