一、项目介绍

1、STM32F103C8T6单片机作为主控

2、传感器模块：ds18b20温度模块、超声波模块、氧气模块。

3、OLED显示屏：显示数据

4、按键功能
按键设置水位下限，水位低于下限启动水泵加水（电机驱动水泵工作）；
按键设置温度下限，温度低于下限就开启加热(继电器模拟)；
按键设置温度上限，超阈值开启制冷装置（继电器，模拟）；
按键设置氧气下限，低于阈值开启增氧设备（继电器模拟）。

5、4G模块：作为网络传输模块，将硬件数据发送到有人云平台

6、数据显示：可通过有人云平台显示数据，以及小程序显示数据，小程序可以设置阈值，远程控制设备。

二、4G模块实物图及引脚分布示意图

三、4G模块配置和云平台设备建立

1、首先，准备一个USB_TTL工具，TTL的5V连接4G模块的DCIN引脚（5-16V供电），TTL的GND连接4G模块的GND，TTL的RXD连接4G模块的UTXD1引脚，TTL的TXD连接4G模块的URXD1引脚。
2、其次，注册一个有人云平台账号（添加链接描述），建立系统设备和变量配置，过程如下图所示

数据变量查看

3、去官方下载USR-CAT1 V1.0.7的模块配置软件（添加链接描述）
4、将建立设备生成的设备SN码、云平台接入地址、端口号、通讯密码，通过USR-CAT1 V1.0.7的模块配置软件设置到模块中，设置如图所示


填写完成之后点击设置和保存，如下图所示

四、部分程序

1、ds18b20温度模块程序

#ifndef __DS18B20_H
#define __DS18B20_H 
#include "sys.h"   


#define DS18B20_IO_IN()  {
      GPIOA->CRH&=0XFFF0FFFF;GPIOA->CRH|=8<<16;}
#define DS18B20_IO_OUT() {
      GPIOA->CRH&=0XFFF0FFFF;GPIOA->CRH|=3<<16;}
IO操作函数											   
#define	DS18B20_DQ_OUT PAout(12) //数据端口	PA12 
#define	DS18B20_DQ_IN  PAin(12)  //数据端口	PA12 
   	
u8 DS18B20_Init(void);//初始化DS18B20
short DS18B20_Get_Temp(void);//获取温度
void DS18B20_Start(void);//开始温度转换
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat);//写入一个字节
u8 DS18B20_Read_Byte(void);//读出一个字节
u8 DS18B20_Read_Bit(void);//读出一个位
u8 DS18B20_Check(void);//检测是否存在DS18B20
void DS18B20_Rst(void);//复位DS18B20    
#endif

```c
#include "ds18b20.h"
#include "delay.h"	


//复位DS18B20
void DS18B20_Rst(void)	   
{
                     
	DS18B20_IO_OUT(); //SET PA0 OUTPUT
  DS18B20_DQ_OUT=0; //拉低DQ
  delay_us(750);    //拉低750us
  DS18B20_DQ_OUT=1; //DQ=1 
	delay_us(15);     //15US
}
//等待DS18B20的回应
//返回1:未检测到DS18B20的存在
//返回0:存在
u8 DS18B20_Check(void) 	   
{
       
	u8 retry=0;
	DS18B20_IO_IN();//SET PA0 INPUT	 
  while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200)
	{
    
		retry++;
		delay_us(1);
	};	 
	if(retry>=200)return 1;
	else retry=0;
  while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240)
	{
    
		retry++;
		delay_us(1);
	};
	if(retry>=240)return 1;	    
	return 0;
}
//从DS18B20读取一个位
//返回值：1/0
u8 DS18B20_Read_Bit(void) 			 // read one bit
{
    
  u8 data;
	DS18B20_IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT
  DS18B20_DQ_OUT=0; 
	delay_us(2);
  DS18B20_DQ_OUT=1; 
	DS18B20_IO_IN();//SET PA0 INPUT
	delay_us(12);
	if(DS18B20_DQ_IN)data=1;
  else data=0;	 
  delay_us(50);           
  return data;
}
//从DS18B20读取一个字节
//返回值：读到的数据
u8 DS18B20_Read_Byte(void)    // read one byte
{
            
  u8 i,j,dat;
  dat=0;
	for (i=1;i<=8;i++) 
	{
    
     j=DS18B20_Read_Bit();
     dat=(j<<7)|(dat>>1);
   }						    
   return dat;
}
//写一个字节到DS18B20
//dat：要写入的字节
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)     
 {
                 
    u8 j;
    u8 testb;
		DS18B20_IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT;
    for (j=1;j<=8;j++) 
		{
    
       testb=dat&0x01;
       dat=dat>>1;
       if (testb) 
       {
    
          DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 1
          delay_us(2);                            
          DS18B20_DQ_OUT=1;
          delay_us(60);             
       }
        else 
        {
    
            DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 0
            delay_us(60);             
            DS18B20_DQ_OUT=1;
            delay_us(2);                          
        }
    }
}
//开始温度转换
void DS18B20_Start(void)// ds1820 start convert
{
       						               
    DS18B20_Rst();	   
		DS18B20_Check();	 
    DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
    DS18B20_Write_Byte(0x44);// convert
} 
//初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在
//返回1:不存在
//返回0:存在    	 
u8 DS18B20_Init(void)
{
    
 	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 	
 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	 //使能PORTG口时钟 
	
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;				//PORTG.11 推挽输出
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		  
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

 	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_12);    //输出1

	DS18B20_Rst();

	return DS18B20_Check();
}  
//从ds18b20得到温度值
//精度：0.1C
//返回值：温度值 （-550~1250） 
short DS18B20_Get_Temp(void)
{
    
    u8 temp;
    u8 TL,TH;
		short tem;
    DS18B20_Start ();                    // ds1820 start convert
    DS18B20_Rst();
    DS18B20_Check();	 
    DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
    DS18B20_Write_Byte(0xbe);// convert	    
    TL=DS18B20_Read_Byte(); // LSB   
    TH=DS18B20_Read_Byte(); // MSB  
	    	  
    if(TH>7)
    {
    
        TH=~TH;
        TL=~TL; 
        temp=0;//温度为负  
    }else temp=1;//温度为正	  	  
    tem=TH; //获得高八位
    tem<<=8;    
    tem+=TL;//获得底八位
    tem=(float)tem*0.625;//转换     
	if(temp)return tem; //返回温度值
	else return -tem;    
} 
 

2、hcsr04超声波模块程序

#ifndef __HCSR04_H
#define __HCSR04_H	 
#include "sys.h"

#define HCSR04_PORT GPIOB  
#define HCSR04_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB  


#define HCSR04_TRIG GPIO_Pin_11
#define HCSR04_ECHO GPIO_Pin_10
  
#define TRIG_Send PBout (11)   
#define ECHO_Reci PBin (10)
void hcsr04_NVIC(void);
void Hcsr04Init(void);
float Hcsr04GetLength(void);
		 				    
#endif

#include "hcsr04.h"
#include "delay.h"


//超声波测距
 
u16 msHcCount = 0;//ms计数

 
void Hcsr04Init()
{
      
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;     //生成用于定时器设置的结构体
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(HCSR04_CLK, ENABLE);
	 
			//IO初始化
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =HCSR04_TRIG;       //发送电平引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
	GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_TRIG);
	 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =   HCSR04_ECHO;     //返回电平引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
	GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);  
	GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_ECHO);	
 
		//定时器初始化 使用基本定时器TIM2
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);   //使能对应RCC时钟
	//配置定时器基础结构体
	TIM_DeInit(TIM2);
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (1000-1); //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值         计数到1000为1ms
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =(72-1); //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  1M的计数频率 1US计数
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//不分频
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位		 
	
	TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);   //清除更新中断，免得一打开中断立即产生中断
	TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);    //打开定时器更新中断
	hcsr04_NVIC();
	TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);     
}


 
//tips：static函数的作用域仅限于定义它的源文件内，所以不需要在头文件里声明
static void OpenTimerForHc()        //打开定时器
{
    
	TIM_SetCounter(TIM2,0);//清除计数
	msHcCount = 0;
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);  //使能TIMx外设
}

 
static void CloseTimerForHc()        //关闭定时器
{
    
	TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);  //使能TIMx外设
}

 
 //NVIC配置
void hcsr04_NVIC()
{
    
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;             //选择串口1中断
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //抢占式中断优先级设置为1
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;         //响应式中断优先级设置为1
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;        //使能中断
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

 
//定时器6中断服务程序
void TIM2_IRQHandler(void)   //TIM3中断
{
    
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)  //检查TIM3更新中断发生与否
	{
    
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);  //清除TIMx更新中断标志 
		msHcCount++;
	}
}

 
//获取定时器时间
u32 GetEchoTimer(void)
{
    
	u32 t = 0;
	t = msHcCount*1000;//得到MS
	t += TIM_GetCounter(TIM2);//得到US
	TIM2->CNT = 0;  //将TIM2计数寄存器的计数值清零
	delay_ms(50);
	return t;
}

//一次获取超声波测距数据 两次测距之间需要相隔一段时间，隔断回响信号
//为了消除余震的影响，取五次数据的平均值进行加权滤波。
float Hcsr04GetLength(void )
{
    
	u32 t = 0;
	int i = 0;
	float lengthTemp = 0;
	float sum = 0;
	while(i!=5)
	{
    
	TRIG_Send = 1;      //发送口高电平输出
	delay_us(20);
	TRIG_Send = 0;
	while(ECHO_Reci == 0);      //等待接收口高电平输出
		OpenTimerForHc();        //打开定时器
		i = i + 1;
		while(ECHO_Reci == 1);
		CloseTimerForHc();        //关闭定时器
		t = GetEchoTimer();        //获取时间,分辨率为1US
		lengthTemp = ((float)t/58.0);//cm
		sum = lengthTemp + sum ;
	}
	lengthTemp = sum/5.0;
	return lengthTemp;
}

五、成品效果图、云端展示效果图、小程序效果图

1、实物图

2、云平台显示

3、小程序展示

初次写博客，不好的地方请多多指教，欢迎加V：19976304079，多多交流学习。
补充：有人云平台还提供了短信报警、微信报警推送的功能，对于一些物联网项目的预警有很大的帮助。