企业官网建设流程全解析

一、前言

国庆前做完了这个项目，其实跟着资料的功能比较简单，所以我决定自己加一些内容，加一些功能之类的吧，然后这篇内容主要记录自己做这个项目遇到的问题、疑惑，还有这么看懂代码，方便自己以后复习这个项目。

二、项目介绍

项目以STM32ZET6为核心，外接的重要模块有：语音模块SU-03T和K210模块，主要实现的功能，设置2个按键，按键A负责录入人脸并控制语音模块播报“人脸录入成功”，按键B负责删除已录入人脸并控制语音模块播报“人脸删除成功”。当K210已经有录入的人脸时，识别到人脸，控制语音模块播报“识别人脸成功”，并控制舵机模拟开门。同时配备红外温度传感器GY-906-BAA检测温度，温度大于设置的阈值时，控制语音模块报警。

以上是基础的功能，我还想额外添加的是，加一个人体红外传感器检测人体，再控制k210进行识别，这样就能防止人脸识别一直进行识别，反复播报，还可以尝试一下，在开门之后，人体红外传感器没有检测到人体，舵机再自己关门，而不是控制舵机以延时的方式关门。

三、代码思路

stm32zet6作为主控，负责集成数据，控制外接模块。并使用串口与语音模块和k210模块，用数据包的方式进行通信。

串口二连接的是k210模块，同时需要安装MaixPy-IDE来写K210的代码，使用的是yolo2的模型，我直接用现成的固件了，自己看了一下代码逻辑就行。

串口三连接的是语音模块，需要使用官方的固件配置教程，创建一个自己的固件，比如语音模块收到的数据包格式要什么样的？使用串口几？用到哪些引脚？收到指定数据包之后要做什么反应？需不需要联动麦克风？等等配置。保存通过之后下载SDK包然后使用蜂鸟那个软件，使用串口下载到语音模块里。这些官方都有资料：智能公元/AI产品零代码平台，B站也有。重点是记得配置串口和功能

下面是整个项目的数据包指令格式。

大体流程就是MCU端按下按键，就会触发绑定的回调函数，通过串口2给K210发送添加人脸（A1 02 00 1A）或者删除人脸（A1 01 02 1A）的操作的指令

K210执行完删除、添加、识别人脸的操作后会给MCU发送数据包：人脸录入成功（AF 05 00 FA）、人脸识别成功（AF 02 编号 FA）、人脸删除成功（AF 01 00 FA），且人脸识别成功后会控制舵机模拟开门。

MCU在收到K210回传的指令之后，再通过串口3向语音模块发送对应的指令数据包进行播报：人脸录入成功（AA 55 01 55 AA）、人脸识别成功（AA 55 02 55 AA），人脸删除成功（AA 55 03 55 AA）。

以及红外温度传感器模块检测到温度过高时，MCU会通过串口3向语音模块发送数据包进行播报：温度异常（AA 55 04 55 AA）

四、代码详解

代码主要记录核心部分，比如整个项目的架构，怎么实现状态机，数据流通的方向，各种外设这么交互。

对于GY906这个模块，我使用的是现成的代码，调用函数就能读取温度了，IIC则是使用的RTThread下载的u8g2软件包，也是调用现成的API函数。

1.按键控制代码

key_cfg.c

#include "key_cfg.h" #include "app_business.h" void add_face(void *args) { //按键回调函数不要放日志和阻塞的操作，全部移到业务线程（app_business.c）里，这里只做触发 // rt_kprintf("add face successful!\n"); // rt_device_write(serial2, 0, add_face_cmd, sizeof(add_face_cmd)); //给k210发送指令：添加人脸 app_post_event(EV_BTTON_ADD_FACE); } void delete_face(void *args) { app_post_event(EV_BTTON_DELETE_FACE); } //初始化2个按键引脚，并绑定回调中断函数 void IO_init(void) { /* 蜂鸣器引脚为输出模式 */ rt_pin_mode(BEEP_PIN_NUM, PIN_MODE_OUTPUT); /* 默认低电平 */ rt_pin_write(BEEP_PIN_NUM, PIN_LOW); /* 按键0引脚为输入模式 */ rt_pin_mode(KEY0_PIN_NUM, PIN_MODE_INPUT_PULLUP); /* 绑定中断，下降沿模式，回调函数名为add_face */ rt_pin_attach_irq(KEY0_PIN_NUM, PIN_IRQ_MODE_FALLING, add_face, RT_NULL); /* 使能中断 */ rt_pin_irq_enable(KEY0_PIN_NUM, PIN_IRQ_ENABLE); /* 按键1引脚为输入模式 */ rt_pin_mode(KEY1_PIN_NUM, PIN_MODE_INPUT_PULLUP); /* 绑定中断，下降沿模式，回调函数名为delete_face */ rt_pin_attach_irq(KEY1_PIN_NUM, PIN_IRQ_MODE_FALLING, delete_face, RT_NULL); /* 使能中断 */ rt_pin_irq_enable(KEY1_PIN_NUM, PIN_IRQ_ENABLE); }

key_cfg.h

#ifndef APPLICATIONS_KEY_CFG_H_ #define APPLICATIONS_KEY_CFG_H_ #include <rtthread.h> #include <rtdevice.h> /* 引脚编号，通过查看设备驱动文件drv_gpio.c确定 */ #ifndef BEEP_PIN_NUM #define BEEP_PIN_NUM 24 #endif #ifndef KEY0_PIN_NUM #define KEY0_PIN_NUM 66 #endif #ifndef KEY1_PIN_NUM #define KEY1_PIN_NUM 67 #endif void IO_init(void); void add_face(void *args); void delete_face(void *args); #endif

2.串口处理数据的相关代码

uart.cfg.c

#include "uart_cfg.h" #include "pwm_cfg.h" #include "app_business.h" UART_RX_typedef uart2_rx_info; struct rt_semaphore uart2_rx_sem; rt_device_t serial2; rt_device_t serial3; /* 串口2接收数据回调函数 */ rt_err_t uart2_input(rt_device_t dev, rt_size_t size) { /* 串口接收到数据后产生中断，调用此回调函数，然后发送接收信号量 */ rt_sem_release(&uart2_rx_sem); return RT_EOK; } //核心线程：收到k210发送过来的指令，控制语音模块进行对应的操作 void serial2_thread_entry(void *parameter) { char ch; static rt_tick_t K210_last_tick=0; while (1) { /* 从串口读取一个字节的数据，没有读取到则等待接收信号量 */ while (rt_device_read(serial2, -1, &ch, 1) != 1) { /* 阻塞等待接收信号量，等到信号量后再次读取数据 */ rt_sem_take(&uart2_rx_sem, RT_WAITING_FOREVER); } uart2_rx_info.rx_buf[uart2_rx_info.rx_cnt]=ch; //检测第一个数据帧头是否正确，不正确的话重新接收数据 if(uart2_rx_info.rx_buf[0]==0xAF) { uart2_rx_info.rx_cnt++; } else { uart2_rx_info.rx_cnt=0; } //接收到一个完整的数据包，进入数据包解析 if(uart2_rx_info.rx_cnt>3) { uart2_rx_info.rx_cnt=0; //收到K210添加人脸的指令 if(uart2_rx_info.rx_buf[1]==0x05 && uart2_rx_info.rx_buf[2]==0x00 && uart2_rx_info.rx_buf[3]==0xFA) { const rt_uint8_t voice_add_face_succ[5]={0xAA,0x55,0x01,0x55,0xAA}; rt_device_write(serial3, 0, voice_add_face_succ, 5); //给语音模块发送人脸添加成功的指令 K210_last_tick=rt_tick_get(); //获取添加人脸时的tick值 } //收到K210人脸识别成功的指令 if(uart2_rx_info.rx_buf[1]==0x02 && uart2_rx_info.rx_buf[3]==0xFA) { if(rt_tick_get()-K210_last_tick>face_reg_tick) //如果添加人脸的时间已经过去了5s，防止刚添加人脸立即识别导致语音被打断 { const rt_uint8_t voice_check_face_succ[5]={0xAA,0x55,0x2,0x55,0xAA}; K210_last_tick=rt_tick_get(); //记得重新刷新K210_last_tick rt_device_write(serial3, 0, voice_check_face_succ, 5); //给语音模块发送人脸识别成功的指令 app_post_event(EV_K210_MATCHED); } } //收到K210删除人脸的指令 if(uart2_rx_info.rx_buf[1]==0x01 &&uart2_rx_info.rx_buf[2]==0x00 && uart2_rx_info.rx_buf[3]==0xFA) { const rt_uint8_t voice_delete_face_succ[5]={0xAA,0x55,0x3,0x55,0xAA}; rt_device_write(serial3, 0, voice_delete_face_succ, sizeof(voice_delete_face_succ)); //给语音模块发送人脸删除成功的指令 } //可以在这里加上，收到K210提升温度过高的指令 } } } //串口2、信号量、线程的初始化，串口2绑定回调函数 int uart2_init(void) { rt_err_t ret = RT_EOK; char str[] = "uart2 init successful!\r\n"; uart2_rx_info.rx_cnt=0; /* 查找系统中的串口设备 */ serial2 = rt_device_find(SAMPLE_UART2_NAME); if (!serial2) { rt_kprintf("find %s failed!\n", SAMPLE_UART2_NAME); return RT_ERROR; } /* 初始化信号量 */ rt_sem_init(&uart2_rx_sem, "rx_sem", 0, RT_IPC_FLAG_FIFO); /* 以中断接收及轮询发送模式打开串口设备 */ rt_device_open(serial2, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX); /* 设置接收回调函数 */ rt_device_set_rx_indicate(serial2, uart2_input); /* 发送字符串 */ rt_kprintf("%s\n", str); /* 创建 serial 线程 */ rt_thread_t uart2_thread = rt_thread_create("serial2", serial2_thread_entry, RT_NULL, 1024, 25, 10); /* 创建成功则启动线程 */ if (uart2_thread != RT_NULL) { rt_thread_startup(uart2_thread); } else { ret = RT_ERROR; } return ret; } //串口3初始化 int uart3_init(void) { rt_err_t ret = RT_EOK; char str[] = "uart3 init successful!\r\n"; /* 查找系统中的串口设备 */ serial3 = rt_device_find(SAMPLE_UART3_NAME); if (!serial3) { rt_kprintf("find %s failed!\n", SAMPLE_UART3_NAME); return RT_ERROR; } /* 以中断接收及轮询发送模式打开串口设备 */ rt_device_open(serial3, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX); /* 发送字符串 */ rt_kprintf("%s\n", str); return ret; }

uart_cfg.h

#ifndef APPLICATIONS_UART_CFG_H_ #define APPLICATIONS_UART_CFG_H_ #include <rtthread.h> //串口用到的数据包结构体 typedef struct { rt_uint8_t rx_buf[20]; rt_uint8_t rx_cnt; }UART_RX_typedef; #define SAMPLE_UART2_NAME "uart2" #define SAMPLE_UART3_NAME "uart3" #define face_reg_tick 5000 /* 用于接收消息的信号量 */ extern UART_RX_typedef uart2_rx_info; extern struct rt_semaphore uart2_rx_sem; extern rt_device_t serial2; extern rt_device_t serial3; int uart2_init(void); int uart3_init(void); #endif

3.业务实现相关代码

app_business.c

#include <rtthread.h> #include <rtdevice.h> #include <stdlib.h> #include "app_business.h" #include "pwm_cfg.h" #include "uart_cfg.h" #include "key_cfg.h" //门的状态枚举 typedef enum { ST_IDLE, //门处于空闲状态 ST_DOOR_OPEN, //门处于打开状态 }door_state_t; static door_state_t door_state = ST_IDLE; static rt_mq_t app_mq; static rt_timer_t door_close_timer; //加上static表明是内部使用！收进本文件 static const rt_uint8_t add_face_cmd[4]={0xA1,0x02,0x00,0x1A}; static const rt_uint8_t delete_face_cmd[4]={0xA1,0x01,0x02,0x1A}; static float alarm_low=36.0f; static float alarm_high=37.0f; //软件定时器绑定的关门回调函数 static void door_close_timeout_handle(void *parameter) { app_post_event(EV_DOOR_CLOSE_TIMEOUT); } //核心业务处理函数，状态机 static void app_state_handle(app_event_t *ev) { switch (ev->id) { //情况1：K210识别到人脸 case EV_K210_MATCHED: if(door_state == ST_IDLE) { rt_kprintf("door open!\n"); rt_pwm_set(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL, 500000*2*20, 500000*4); door_state = ST_DOOR_OPEN; rt_timer_start(door_close_timer); } break; //情况2：按下按键，添加人脸 case EV_BTTON_ADD_FACE: //添加人脸的操作 rt_kprintf("add face successful!\n"); rt_device_write(serial2, 0, add_face_cmd, sizeof(add_face_cmd)); //给k210发送指令：添加人脸 break; //情况3：按下按键，删除人脸 case EV_BTTON_DELETE_FACE: //删除人脸的操作 rt_kprintf("delete face successful!\n"); rt_device_write(serial2, 0, delete_face_cmd, sizeof(delete_face_cmd)); //给k210发送指令：删除人脸 break; //情况4：开门时间到，进行关门 case EV_DOOR_CLOSE_TIMEOUT: if (door_state == ST_DOOR_OPEN) { // 加个保护，只有真开着才关 rt_kprintf("door time out!\n"); rt_pwm_set(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL, 500000*2*20, 500000); door_state = ST_IDLE; } break; default: break; } } //业务线程，负责接收消息队列里要执行的操作 static void app_thread_entry(void *parameter) { app_event_t ev; while(1) { if(rt_mq_recv(app_mq, &ev, sizeof(ev), RT_WAITING_FOREVER) == RT_EOK) { app_state_handle(&ev); } } } //真正的事件投递函数 void app_post_event(event_id_t id) { app_event_t ev; ev.id=id; ev.param=0; rt_mq_send(app_mq, &ev, sizeof(ev)); } //对业务文件中的消息队列、线程、软件定时器初始化及启动 int app_business_init(void) { app_mq=rt_mq_create("app_mq", sizeof(app_event_t), 16, RT_IPC_FLAG_FIFO); if (app_mq == RT_NULL) return -RT_ERROR; rt_thread_t tid = rt_thread_create("app", app_thread_entry, RT_NULL, 1024, 20, 10); if (tid == RT_NULL) return -RT_ERROR; door_close_timer =rt_timer_create("door_close_timeout", door_close_timeout_handle, RT_NULL, 7000, RT_TIMER_FLAG_ONE_SHOT); if (door_close_timer == RT_NULL) return -RT_ERROR; rt_thread_startup(tid); return RT_EOK; } //留给main函数的判断温度的接口 void app_business_check_tmep(float temp) { if(temp>alarm_high) { rt_pin_write(BEEP_PIN_NUM, PIN_HIGH); } else if(temp<alarm_low){ rt_pin_write(BEEP_PIN_NUM, PIN_LOW); } } /*————————————————————————————————————导出到MSH方便调试功能————————————————————————————————————*/ void door_open_CMD(int argc,char **argv) { app_post_event(EV_K210_MATCHED); rt_kprintf("posted CMD:door open\n"); } MSH_CMD_EXPORT(door_open_CMD,open the door); void door_close_CMD(int argc,char **argv) { app_post_event(EV_DOOR_CLOSE_TIMEOUT); rt_kprintf("posted CMD:door close\n"); } MSH_CMD_EXPORT(door_close_CMD,close the door); void door_status_CMD(int argc,char **argv) { rt_kprintf("door status:%s\n",door_state == ST_DOOR_OPEN ? "OPEN":"IDLE"); } MSH_CMD_EXPORT(door_status_CMD,show door status); void set_temp_alarm_range_CMD(int argc,char **argv) { if(argc<3) { rt_kprintf("usage:set temperature alarms low to high\n"); return; } alarm_low=atof(argv[1]);// 需要 #include <stdlib.h> alarm_high=atof(argv[2]); if(alarm_low>alarm_high) { rt_kprintf("alarm_low must the small one!/n"); return; } } MSH_CMD_EXPORT(set_temp_alarm_range_CMD, set temp alarm);

app_business.h

#ifndef APPLICATIONS_APP_BUSINESS_H_ #define APPLICATIONS_APP_BUSINESS_H_ typedef enum { EV_K210_MATCHED, //K210识别到人脸 EV_BTTON_ADD_FACE, EV_BTTON_DELETE_FACE, EV_DOOR_CLOSE_TIMEOUT, } event_id_t; typedef struct { event_id_t id; //触发的事件id rt_uint32_t param;//备用参数 }app_event_t; int app_business_init(void); void app_post_event(event_id_t id); //任务发出函数，发给消息队列触发对应函数 void app_business_check_tmep(float temp); #endif

4.代码整体架构分析（我的旧版 VS ai让我更新的新版）

我的旧版的代码架构其实很简单，甚至没有用到很多的RTThread的知识，用了2个线程，PIN设备，UART设备，甚至套的是官方的参考模板修改的，虽然也不是不行，但是对于RTThread的应用不是很深，所以我就让AI给我提出改进方向，多一些RTThread的应用，也让代码变得更完善，更高级一些。

旧版框架的问题

首先就是上面说的，我觉得作为一个基于RTThread的项目，但是RTThread的内容较少，代码的主要内容都在写裸机就能接触到的东西。

旧版的框架其实以uart_cfg.c/.h和key_cfg.c/.h为业务核心的，主要问题就是使用大量if嵌套和直接使用外设的API函数，显得代码比较混乱，不易于一下子理解：比如rt_device_write(serial3, 0, voice_check_face_succ, 5); //给语音模块发送人脸识别成功的指令，其实再套一个应用层面的函数会更好理解，虽然也不影响代码使用，但是就是不易理解；

还有一个问题，就是用了很多全局标志位，或者说变量来帮助线程间或者文件之间通信、交互，虽然也能正常运行，但是不利于代码的长期维护和添加修改，只要一变动一个地方，就会牵扯到整个代码逻辑，代码的耦合性太高，各种标志位混杂，阅读时也不易于理解。

新版框架（状态机+消息队列+定时器+业务处理线程）

ai给我的方案就是，去掉多余的标志位，因为他们的功能都是检测状态、或者是在用同一个串口发送不同种类的数据，可以使用状态机来整理收束代码，使得代码更简洁，更好读懂，也更接近企业级的项目。

例如，app_business.c/.h就是AI让我添加的新的文件，专门存放处理业务的代码，比如，用一个线程专门搜集整个项目会触发的事件（识别/删除/添加人脸等等），然后使用消息队列存放收集到的事件，并根据事件进行不同的操作，至于事件有谁发出或者事件从哪来，就专门写一个对外的接口app_post_event(event_id_t id)，只要k210检测到人脸了，就用app_post_event(EV_K210_MATCHED)来发送事件。

还有一些细节上的更改，比如按键回调函数不要像旧版一样放日志打印和串口发送函数，虽然代码也能正常运行，但是理论上回调中断函数不能放这种耗时长的操作的，所以就换成了app_post_event(event_id_t id)触发，还有使用枚举来表示门的不同状态，用定时器来控制门的定时关闭，而不是用读取tick的方式，显得高级和实用；还有，核心业务处理函数使用状态机的形式，我也是第一次手写，虽然能理解，但是自己想出来还是太困难了，让我又学到了一波经验，

五、其他杂谈

1.为什么中断里可以直接调 app_post_event？

因为app_post_event里面核心是消息队列的发送函数，RT-Thread 对 mq 的 send 做了 ISR 兼容，如果用的是信号量、或自己用互斥量保护的队列，中断里调就是错的。

2.状态机的本质

状态机表面上是为了让代码更好读，其实深层理由是随着状态和情况越来越多，if判断只会嵌套越来越多，各种标志位逻辑会变得越来越混乱，甚至出现自相矛盾的现象，状态机就能很好的分开各种情况。

3.中断、定时器、UART 线程三个并发源，全部把事件投进一个 mq，由唯一业务线程串行处理。竞态被架构消除了

4.main 只做测温/显示/报警，不碰业务逻辑。业务全在独立线程里，主循环阻塞 100ms也不影响按键响应和开门实时性，体现"多线程把慢操作和快响应隔离"的体现。

六、总结

RTThread的学习正式结束了，拖沓挺久的了哈哈但是也是圆满完成，跟着课程学习感觉教得太浅了，自己和AI或者上B站研究很久啊，尤其是跟着wds的RTThread底层讲解，真的让我对RTThread的底层理解加深很多很多，虽然现在也一时忘记了，但是再去看应该捡得起来，然后就是准备学习ESP32和freertos了，希望能快速学完然后早实习，然后过六级，然后学Linux，然后然后工作！

当然RTThread后续还是会复习的，因为底层我感觉还是很重要的，虽然日常开发用不上，但是对于整个实时操作系统的理解会让我以后学其他知识更快，应该就是看B站的wds的视频吧