内容介绍

一、项目介绍和创意介绍

项目名称：基于Arduino R4的温度控制系统

项目简介：

本项目旨在设计并实现一个基于Arduino R4单片机的环境温度控制系统。该系统使用了温湿度传感器DHT11、OLED显示屏、风扇控制模块以及用户交互按键，形成了一个功能完善、操作简便的温度自动调节系统。

创意介绍：

本项目选择方向为边缘智能、智能设备创意在于将Arduino R4单片机与DHT11传感器、OLED显示屏等硬件有机结合，打造了一个低成本、高效率的温度控制系统。

二、使用到的硬件介绍

Arduino R4单片机：作为系统的主控核心，负责处理传感器数据、执行控制逻辑以及与用户的交互。
DHT11温湿度传感器：用于实时监测环境温度，并将数据传递给Arduino R4进行处理。该传感器具有高精度、低功耗等优点，非常适合用于环境控制系统。
OLED显示屏：用于显示系统当前的工作模式、传感器获得的温度等信息，方便用户了解系统状态。
风扇控制模块：根据Arduino R4发出的指令，控制风扇的开关和转速，实现温度调节功能。
用户交互按键：提供四个按键，分别用于系统开关机、选择风扇、控制PWM值以及模式切换，实现用户与系统的交互。
LED和蜂鸣器：通过LED的亮灭和蜂鸣器的响起，实现声光提示效果。

三、方案框图和项目设计思路介绍

arduinor4单片机通过DHT11温湿度传感器识获得温度值，整个系统有两个运行模式，分别是按键模式和自动模式，开机默认按键按键模式，通过按键1控制系统开机和关机，按键2控制选择的风扇，按键3控制输出的PWM值，按键四模式切换进入自动模式，通过串口输入目标温度，选择那个风扇，选择输出的档位，设置好后当环境温度大于控制温度，系统开始运行。通过OLED屏幕显示系统当前的模式和传感器获得的温度，通过不同颜色的LED灯和蜂鸣器实现声光提示。

四、软件流程图和关机代码介绍

包含头文件、定义全局变量、初始化外设

#include "DHTWD.h"
#include "OLED.h"
#include "KEY.h"
#include "motor.h"
#include "LED.h"
#include "userserial.h"
bool detect = false;  		//控制开关
bool ModeKey4 = false;    //按键四状态
int energy = 0;       		//控制风扇的PWM值
int select = 0;       		//控制风扇的选择值
int pressCount = 0;   		//按键二的计数
int keypressCount = 0;		//按键三的计数
void setup() {


  Serial.begin(15200);  //串口波特率
  InitDHT();            //初始化DHT11
  Init_OLED();          //初始化OLED
  key_setup();          //初始化按键
  Initled();            //初始化LED
  InitMotor();          //初始化电机
}

按键扫描，通过不同的按键执行不同的功能，

    // 按键处理部分
    g_key = key_scan(0);         // 扫描按键
    switch (g_key) {
        case KEY1_PRESS:
            Serial.println("按键一按下");
            detect = !detect;              // 切换开关状态
            if (detect) {                  //detect = 1开机
                Serial.println("开机");  
                DisplayOpen();             //OLED屏幕显示开机
                DisplayKey();              //显示模式，默认为按键模式
            } else {
                Serial.println("关机");
                CloseLed();
								select = 0;
                energy = 0;
                pressCount = 0;            // 关机时重置按键二的计数
                keypressCount = 0;         // 关机时重置按键三的计数
                PwnLedOff();
                DisplayShut();             // OLED屏幕显示关机
            }
            break;
        case KEY2_PRESS: {
            Serial.println("按键二 按下");
            if (detect) {                  // 确定开机状态
                pressCount = (pressCount % 4) + 1;  // 获取按下次数，循环计数1-2-3-1
                
                // 根据计数选择风扇
                if (pressCount == 1) 
                {
                    OpenLed1();            // 打开LED1
                    select = 1;            // 选择风扇1
                }
                else if (pressCount == 2) 
                {
                    OpenLed2();            // 打开LED2
                    select = 2;            // 选择风扇2
                }
                else if (pressCount == 3)
                {
                    OpenLed();             // 打开LED1和LED2  
                    select = 3;            // 选择风扇1&2
                }
                else if (pressCount == 4) 
                {
                    CloseLed();            // 关闭LED1和LED2
                    select = 4;            // 取消风扇选择
                }
            }
            break;
        }
        case KEY3_PRESS:
            Serial.println("按键三 按下");
            if (detect) {                  // 确定开机状态
                keypressCount = (keypressCount % 4) + 1;  // 获取按下次数，实现1-2-3-4循环
                
                // 根据计数设置风扇PWM值
                if (keypressCount == 1) {
                    energy = 90;          //一档风力
                    PwmLedRed();          // 红色LED
                } else if (keypressCount == 2) {
                    energy = 140;         //二档风力
                    PwmLedGreen();        // 绿色LED
                } else if (keypressCount == 3) {
                    energy = 190;         //三档风力
                    PwmLedBlue();         // 蓝色LED
                } else if (keypressCount == 4) {
                    energy = 0;           // 第四次按风扇停止
                    PwnLedOff();          // 关闭所有LED
                }
                
                // 调试输出
                Serial.print("Energy set to: ");
                Serial.println(energy);
            }
            break;
        case KEY4_PRESS:
            Serial.println("按键四 按下");
            ModeKey4 = !ModeKey4;         // 切换模式
            keybuzzer();                  // 按键四发出蜂鸣声
            detect = 0;                   //进入关机状态，关闭温度检测
            CloseLed();                   // 关闭风扇选择指示灯
            PwnLedOff();                  // 关闭档位选择指示灯
            OffMotor();                   // 关闭风扇
            energy = 0;                   // 关机时重置风扇PWM值
            pressCount = 0;               // 关机时重置按键二的计数
            keypressCount = 0;            // 关机时重置按键三的计数      
            DisplayKey();                 //OLED屏幕显示自动运行
            if (ModeKey4 == 1) {
            // 自动模式          
             getUserInputAndSetFan();  // 首次进入需要配置
            }
            else{
							select = 0;
              detect = 1;  
            }


        break;
    }

通过串口输入控制系统的参数

void getUserInputAndSetFan() {
    // 提示用户系统进入自动运行模式，并告知输入配置指令的格式
    Serial.println("系统进入自动运行模式，请输入配置指令：");
    Serial.println("格式：目标温度,风扇选择,风扇档位");
    Serial.println("风扇选择：1-风扇一，2-风扇二，3-风扇一和二");
    // 循环等待，直到串口接收到用户输入的数据
    while (Serial.available() == 0) {
    // 等待用户输入指令
   }
    // 从串口读取一行数据，直到遇到换行符为止
    String input = Serial.readStringUntil('\n');
    // 查找输入字符串中第一个逗号的位置
    int comma1 = input.indexOf(',');
    // 从第一个逗号的下一个位置开始查找第二个逗号的位置
    int comma2 = input.indexOf(',', comma1 + 1);
    // 提取第一个逗号之前的部分，并将其转换为整数，作为目标温度
    targetTemperature = input.substring(0, comma1).toInt();
    // 提取第一个逗号和第二个逗号之间的部分，并将其转换为整数，作为风扇选择
    fanSelection = input.substring(comma1 + 1, comma2).toInt();
    // 提取第二个逗号之后的部分，并将其转换为整数，作为风扇档位
    fanGear = input.substring(comma2 + 1).toInt();
    // 打印解析得到的目标温度
    Serial.print("目标温度：");
    Serial.println(targetTemperature);
    // 打印解析得到的风扇选择
    Serial.print("风扇选择：");
    Serial.println(fanSelection);
    // 打印解析得到的风扇档位
    Serial.print("风扇档位：");
    Serial.println(fanGear);
    // 调用 setFan 函数，根据用户选择的风扇和档位设置风扇
    setFan(fanSelection, fanGear);
    // 调用 controlTemperature 函数，根据用户输入的目标温度控制温度
    controlTemperature(targetTemperature);
}