[项目名称] - 集成语音感知与云平台的多任务智能楼宇控制系统

项目简介

本项目基于 FreeRTOS 实时操作系统，为嵌入式设备打造硬件监测与控制方案。通过多任务并行，实现按键、LED、OLED 显示、环境传感（MQ2、DHT11、光照）、电机、WiFi 等硬件功能，支持环境数据采集、设备状态控制与信息可视化，适用于物联网（IoT）节点、智能硬件原型开发场景。

功能概览

模块分类	功能说明
传感器监测	DHT11 温湿度采集、MQ2 气体检测、光照传感器数据读取
设备控制	LED 状态控制、电机 PWM 调速、 buzzer 报警（需扩展）
交互与显示	按键输入、OLED 屏幕显示（菜单、传感器数据、系统状态）
通信	WiFi 连接（需适配具体协议，如 TCP/IP、MQTT）
系统调度	FreeRTOS 多任务管理，任务包含：传感器采集、设备控制、显示更新、WiFi 通信等

硬件支持

• 主控：适配 STM32 系列（需根据 HAL 库或标准外设库调整，代码默认基于 STM32 外设）
• 外设：
  • 输入：按键、DHT11（温湿度）、MQ2（气体）、光照传感器
  • 输出：LED、PWM 电机、OLED 显示屏、Buzzer（蜂鸣器）
  • 通信：WiFi 模块（需适配具体驱动，如 ESP8266）

代码结构

[项目根目录]
├── Hardware/           # 硬件驱动层
│   ├── Key.c/h         # 按键驱动（消抖、中断/轮询）
│   ├── LED.c/h         # LED 控制（亮灭、闪烁）
│   ├── OLED.c/h        # OLED 显示屏驱动（字符、图形显示）
│   ├── OLED_Data.c     # OLED 字模数据（ASCII、自定义图形）
│   ├── Buzzer.c/h      # 蜂鸣器驱动（PWM 或 GPIO 控制）
│   ├── MQ2.c/h         # MQ2 气体传感器驱动（ADC 读取）
│   ├── DHT11.c/h       # DHT11 温湿度驱动（时序控制）
│   ├── Timer.c/h       # 定时器驱动（FreeRTOS 定时器或硬件定时器）
│   ├── Light_sensor.c/h# 光照传感器驱动（ADC 读取）
│   ├── PWM.c/h         # PWM 驱动（电机调速、呼吸灯等）
│   ├── Motor.c/h       # 电机控制（PWM 调速、正反转逻辑）
│   └── WiFi.c/h        # WiFi 模块驱动（AT 指令或 SDK 适配）
├── Middlewares/FreeRT/ # FreeRTOS 实时操作系统（需自行添加内核源码）
├── HardwareTask/       # 任务实现层（FreeRTOS 任务封装）
│   ├── MenuTask.c/h    # 菜单任务（OLED 交互、功能选择）
│   ├── Dht11Task.c/h   # DHT11 数据采集任务
│   ├── Mq2Task.c/h     # MQ2 数据采集任务
│   ├── LightTask.c/h   # 光照传感器任务
│   ├── LedTask.c/h     # LED 控制任务（响应按键、传感器事件）
│   ├── MotorTask.c/h   # 电机控制任务（调速逻辑）
│   ├── RtcTask.c/h     # RTC 时钟任务（可选，需扩展）
│   ├── WiFiTask.c/h    # WiFi 通信任务（连接、数据上传）
│   └── UpdataTask.c/h  # 数据汇总/上传任务（传感器数据整合、显示更新）
└── CMSIS/              # CMSIS 标准层（内核、外设抽象，由 STM32 库提供）

快速上手

环境准备

1. 开发工具：安装 Keil MDK（或 STM32CubeIDE），配置对应 STM32 芯片包。
2. 依赖库：
   • 添加 FreeRTOS 源码 到 Middlewares/FreeRT/（需匹配 STM32 内核，如 FreeRTOSv202212.00）。
   • 确保 STM32 HAL 库 或 标准外设库 已正确配置（代码中 HAL_XXX 函数需适配）。

编译与下载

1. 工程配置：
   • 在 Keil 中新建工程，添加 Hardware/、HardwareTask/ 下的 .c 文件，配置头文件路径（包含 Hardware/、CMSIS/、Middlewares/FreeRT/）。
   • 配置 FreeRTOS 内核（FreeRTOSConfig.h），启用定时器、任务调度等功能。
2. 编译下载：点击编译，通过 ST-Link/J-Link 下载程序到开发板。

功能验证

程序启动后，FreeRTOS 自动创建任务：

• OLED 显示：查看菜单、传感器实时数据（温湿度、气体浓度、光照）。
• 按键交互：通过按键切换 LED 状态、电机模式、WiFi 连接（需适配）。
• 传感器触发：改变环境（如用手捂住 DHT11、遮挡光照传感器），观察 OLED 数据更新。

自定义扩展

1. 新增传感器/设备

• 驱动层：在 Hardware/ 下新建 .c/h 文件（如 NewSensor.c/h），实现初始化、数据读取函数。
• 任务层：在 HardwareTask/ 新建任务文件（如 NewSensorTask.c），通过 FreeRTOS 任务周期性采集数据。

2. WiFi 功能完善

• 在 WiFiTask.c 中扩展：
  • 连接 WiFi 热点（AT 指令或 SDK 函数）。
  • 实现 MQTT 协议（如接入物联网平台：阿里云 IoT、ThingsBoard）。
  • 上传传感器数据：调用 UpdataTask.c 中的数据汇总函数，封装为 JSON 格式发送。

3. UI 交互优化

• 在 MenuTask.c 中扩展 OLED 显示逻辑：
  • 添加图形化界面（如柱状图显示传感器数据）。
  • 实现多级菜单、参数配置（如电机速度阈值、WiFi 配置）。

开源协议

本项目采用 MIT 开源协议，允许自由使用、修改、分发，但需保留原作者版权声明（见 LICENSE 文件）。

演示视频

https://www.bilibili.com/video/BV1XjuyzQEUF/?spm_id_from=333.1387.homepage.video_card.click&vd_source=f921ae560a8fc0873abd3137c8a91676

贡献指南

欢迎提交 PR 完善代码：

1. 修复 Bug：明确描述问题场景，提交补丁。
2. 新增功能：按代码结构扩展驱动/任务，附带说明文档。
3. 优化性能：精简任务调度、降低资源占用（如调整 FreeRTOS 任务优先级）。

问题反馈

若遇到以下问题，可通过 Gitcode Issues 反馈：

• 硬件驱动兼容性问题（如不同 STM32 型号适配）。
• FreeRTOS 任务冲突、调度异常。
• 功能需求建议（如新增传感器支持、通信协议扩展）。

Star ⭐ 支持：如果本项目对你的嵌入式开发有帮助，欢迎点亮 Star 支持开源！

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最后更新：2025-07-21
作者：[小程同学>o]
仓库地址：[https://gitcode.com/xiaocheng/gitcode_knowledge]