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具有Web GUI與Wi-Fi的智能調節器控制管理系統設計資料

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具有Web GUI的智能調節器管理系統，可控制設備周圍的空氣溫度并提高風扇速度。控制單元連接到Wi-Fi網絡，可以通過其中的任何設備進行管理。此外，未來還計劃在幾個控制單元之間提供某種類型的網狀網絡通信。系統基于ESP8266 SoC。軟件完全模塊化結構。

仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）


單片機程序源碼：
  1. /*
  2. * AirConditioner.cpp
  3. */

  5. #include "AirConditioner.h"

  7. /* AirConditioner */
  8.                         bool AirConditioner::power;
  9.                         bool AirConditioner::mode;
  10.                         byte AirConditioner::speed;
  11.                         byte AirConditioner::set_temp;
  12.                         byte AirConditioner::delta_temp;
  13.                    float AirConditioner::cur_temp;
  14.                     byte AirConditioner::PowerPin;
  15.                         byte AirConditioner::LowSpeedPin;
  16.                         byte AirConditioner::MedSpeedPin;
  17.                         byte AirConditioner::HiSpeedPin;
  18.         Thermometer* AirConditioner::sensor;

  20. AirConditioner::AirConditioner(byte PowerPin, byte LowSpeedPin, byte MedSpeedPin, byte HiSpeedPin, byte SensorPin, byte SensorResolution) {

  22.         this->PowerPin                = PowerPin;
  23.         this->LowSpeedPin        = LowSpeedPin;
  24.         this->MedSpeedPin        = MedSpeedPin;
  25.         this->HiSpeedPin        = HiSpeedPin;

  27.         this->initGPIO();

  29.         this->sensor                = new Thermometer(SensorPin, SensorResolution);

  31.         this->power                        = PowerOff;
  32.         this->mode                        = Cooling;
  33.         this->speed                        = LowSpeed;
  34.         this->set_temp                = set_temp_def;
  35.         this->delta_temp        = delta_temp_def;
  36.         this->cur_temp                = 0;


  39. }

  41. void AirConditioner::initGPIO() {
  42.         pinMode(this->PowerPin, OUTPUT);
  43.         noPullup(this->PowerPin);
  44.         digitalWrite(this->PowerPin, Off);

  46.         pinMode(this->LowSpeedPin, OUTPUT);
  47.         noPullup(this->LowSpeedPin);
  48.         digitalWrite(this->LowSpeedPin, Off);

  50.         pinMode(this->MedSpeedPin, OUTPUT);
  51.         noPullup(this->MedSpeedPin);
  52.         digitalWrite(this->MedSpeedPin, Off);

  54.         pinMode(this->HiSpeedPin, OUTPUT);
  55.         noPullup(this->HiSpeedPin);
  56.         digitalWrite(this->HiSpeedPin, Off);
  57. }

  59. void AirConditioner::start() {

  61.         this->executeConditioner.initializeMs(1000, AirConditioner::execConditioner).start();
  62. }

  64. void AirConditioner::setPower(bool power) {

  66.         digitalWrite(AirConditioner::PowerPin, power);
  67. }
  68. void AirConditioner::setSpeed(byte speed) {

  70.         switch (speed) {
  71.                 case 0x01:
  72.                         digitalWrite(AirConditioner::LowSpeedPin, On);
  73.                         digitalWrite(AirConditioner::MedSpeedPin, Off);
  74.                         digitalWrite(AirConditioner::HiSpeedPin,  Off);
  75.                         break;
  76.                 case 0x02:
  77.                         digitalWrite(AirConditioner::LowSpeedPin, Off);
  78.                         digitalWrite(AirConditioner::MedSpeedPin, On);
  79.                         digitalWrite(AirConditioner::HiSpeedPin,  Off);
  80.                         break;
  81.                 case 0x03:
  82.                         digitalWrite(AirConditioner::LowSpeedPin, Off);
  83.                         digitalWrite(AirConditioner::MedSpeedPin, Off);
  84.                         digitalWrite(AirConditioner::HiSpeedPin,  On);
  85.                         break;
  86.                 default:
  87.                         digitalWrite(AirConditioner::LowSpeedPin, Off);
  88.                         digitalWrite(AirConditioner::MedSpeedPin, Off);
  89.                         digitalWrite(AirConditioner::HiSpeedPin,  Off);
  90.                         break;
  91.         }
  92. }

  94. void AirConditioner::updateTemp() {

  96.         AirConditioner::cur_temp = AirConditioner::sensor->getTemp();
  97. }
  98. void AirConditioner::execThermostat() {

  100.         bool enabled_by_scheduler = getSchedulerStatus();

  102.         if(enabled_by_scheduler) {
  103.                 if(AirConditioner::power == PowerOn && !AirConditioner::sensor->sensor_error) {
  104.                         if(AirConditioner::mode == Cooling){
  105.                                 if(AirConditioner::cur_temp >= (AirConditioner::set_temp + AirConditioner::delta_temp))
  106.                                         AirConditioner::setSpeed(AirConditioner::speed);
  107.                                 else
  108.                                         AirConditioner::setSpeed(Stopped);
  109.                         }
  110.                         if(AirConditioner::mode == Heating) {
  111.                                 if(AirConditioner::cur_temp <= (AirConditioner::set_temp - AirConditioner::delta_temp))
  112.                                         AirConditioner::setSpeed(AirConditioner::speed);
  113.                                 else
  114.                                         AirConditioner::setSpeed(Stopped);
  115.                         }
  116.                 }
  117.                 else if(AirConditioner::power == PowerOn && AirConditioner::sensor->sensor_error) {
  118.                         AirConditioner::setSpeed(Stopped);
  119.                         AirConditioner::setPower(Off);
  120.                 }
  121.                 else
  122.                         AirConditioner::setSpeed(Stopped);
  123.         }
  124.         else
  125.                 AirConditioner::setSpeed(Stopped);
  126. }
  127. void AirConditioner::execConditioner() {

  129.         AirConditioner::updateTemp();
  130.         AirConditioner::execThermostat();
  131. }

  133. float AirConditioner::getTemp() {

  135.         return AirConditioner::cur_temp;
  136. }

  138. String AirConditioner::getSettings() {

  140.         DynamicJsonBuffer jsonBuffer;
  141.         JsonObject& root = jsonBuffer.createObject();

  143.         JsonObject& settings           = jsonBuffer.createObject();
  144.         root["settings"]                   = settings;
  145.         settings["power"]                   = (bool) this->power;
  146.         settings["mode"]                   = (bool) this->mode;
  147.         settings["speed"]                   = this->speed;
  148.         settings["set_temp"]           = this->set_temp;
  149.         settings["set_temp_min"]   = set_temp_min;
  150.         settings["set_temp_max"]   = set_temp_max;
  151.         settings["set_temp_def"]   = set_temp_def;
  152.         settings["delta_temp"]           = this->delta_temp;
  153.         settings["delta_temp_min"] = delta_temp_min;
  154.         settings["delta_temp_max"] = delta_temp_max;
  155.         settings["delta_temp_def"] = delta_temp_def;

  157.         String jsonString;
  158.         root.printTo(jsonString);

  160.         return jsonString;
  161. }
  162. void AirConditioner::setSettings(String jsonString) {

  164.         if(jsonString.length() != 0) {
  165.                 DynamicJsonBuffer jsonBuffer;

  167.                 JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(jsonString);
  168.                 JsonObject& settings = root["settings"];

  170.                 this->power = settings["power"];
  171.                 this->setPower(this->power);
  172.                 this->mode = settings["mode"];

  174.                 if((settings["speed"] >= Stopped) && (settings["speed"] <= HiSpeed))
  175.                         this->speed = settings["speed"];
  176.                 else
  177.                         this->speed = Stopped;

  179.                 if((settings["set_temp"] >= set_temp_min) && (settings["set_temp"] <= set_temp_max))
  180.                         this->set_temp = settings["set_temp"];
  181.                 else
  182.                         this->set_temp = set_temp_def;

  184.                 if((settings["delta_temp"] >= delta_temp_min) && (settings["delta_temp"] <= delta_temp_max))
  185.                         this->delta_temp = settings["delta_temp"];
  186.                 else
  187.                         this->delta_temp = delta_temp_def;

  189.                 Settings.save(this->getSettings(), DEV_SETTINGS);
  190.         }
  191. }

  193. String AirConditioner::getState() {

  195.         DynamicJsonBuffer jsonBuffer;
  196.         JsonObject& root = jsonBuffer.createObject();

  198.         byte speed = 0x00;
  199.         if(digitalRead(LowSpeedPin))
  200.                 speed = 0x01;
  201.         if(digitalRead(MedSpeedPin))
  202.                 speed = 0x02;
  203.         if(digitalRead(HiSpeedPin))
  204.                 speed = 0x03;

  206.          JsonObject& status = jsonBuffer.createObject();
  207.                  root["status"] = status;

  209.                 status["power"] = (bool) digitalRead(PowerPin);
  210.                  status["mode"] = (bool) this->mode;
  211.                 status["speed"] = speed;
  212.          status["set_temp"] = this->set_temp;

  214.            JsonObject& info = jsonBuffer.createObject();
  215.                    root["info"]        = info;

  217.            info["cur_temp"] = (float) this->cur_temp;
  218.          info["err_sensor"] = (bool) this->sensor->sensor_error;

  220.         String jsonString;
  221.         root.printTo(jsonString);

  223.         return jsonString;
  224. }

  226. void AirConditioner::stopModule() {

  228.         if(this->executeConditioner.isStarted())
  229.                 this->executeConditioner.stop();

  231.         this->setSpeed(Stopped);
  232.         this->setPower(PowerOff);
  233. }
  234. void AirConditioner::saveConfig() {

  236.         Settings.save(this->getSettings(), DEV_SETTINGS);
  237. }
  238. void AirConditioner::onSystemRestart() {
  239.         this->stopModule();
  240.         this->saveConfig();
  241. }
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