作品 |
您所在的位置：网站首页 › 天气预报怎么画 › 作品 |
作品
|
1024G 嵌入式资源大放送！包括但不限于C/C++、单片机、Linux等。关注微信公众号【嵌入式大杂烩】，回复1024，即可免费获取！ 1、作品介绍首先，看一下作品的演示视频：演示视频 温馨提示：因为是进行人机对话演示，所以应打开音量观看哈。 这是本人的毕业设计，一个智能的天气预报系统。显示屏上显示各种天气指标及实时显示时间日期等。可以使用触摸屏输入城市名称搜索天气，也可以使用语音搜索天气。 1.1 系统功能作品包含的的功能有： （1）实时天气显示，温湿度显示，日历显示； （2）收音机功能； （3）人机对话功能。 系统框图如下：
（1）主界面
你没有看错，就是99℃，就是星期八。但这不是系统出错，而是本人故意设置的初始值，每当开机收到天气数据之后就可以看出有明显的变化。 （2）菜单界面
（3）wifi设置界面
点击文本框会进入键盘界面，输入WiFi信息之后返回，再点击Add按钮即可发送WiFi名称与密码给控制器，控制器控制WiFi模块连接WiFi热点。 （4）收音机界面
通过点击下方频率点跳到相应频率，再通过左右按钮调节频率至所需频率。 2、作品实现 2.1 天气数据获取及解析 2.1.1 天气数据从哪来？天气数据可以从一些专门做天气预报的网站获取，如心知天气、和风天气等。本人选择的是心知天气 https://www.seniverse.com/ 网站首页如下：
我们是通过其API密钥才能获取得到其天气数据，而只有注册的用户才拥有API密钥，所以必须得注册，可以点击右上角进行注册。 2.1.2 天气数据是什么格式？登录心知天气网站之后，点击菜单导航中的数据->常规数据即可查看API文档。在API文档页面的左侧可看到一些可查看的条目，如：
可点击天气实况查看其相关说明，可以看到其天气数据格式如下图所示：
这就是JSON格式的数据，不了解JSON的朋友可查看上一篇笔记：JSON的简单认识 2.1.3 如何解析得到有用的数据？从上图中的JSON格式天气数据包中我们可以看出：我们需要用到的数据就是冒号后面的字符串数据，这些数据是我们需要获取并显示到屏幕上的数据。 那么，我们该怎么从这一堆JSON格式数据中解析出冒号后面的字符串呢？并且，这个系统是基于单片机的天气预报系统。而单片机使用C语言进行编程开发的，所以我们得使用C语言对这些JSON天气数据包进行解析。 其实，有一个专门解析JSON数据包的第三方C语言库。我们可以使用这个库进行解析，这个CJSON库的下载链接为： 链接：https://pan.baidu.com/s/1DQynsdlNyIvsVXmf4W5b8Q 提取码：ww4z 只要把cJSON.c与cJSON.ｈ放到工程主程序所在目录，然后在主程序中包含头文件JSON.ｈ即可引入该库。如：
下面给出一个实例： 测试代码： /*************************************************************************************** *------------------------------------------STM32 Demo------------------------------------ * * 工程说明：解析JSON天气数据包now.json（天气实况） * 作 者：ZhengNian * 博 客：zhengnianli.github.io * 公 众 号：嵌入式大杂烩 * ****************************************************************************************/ //1、数据来源：心知天气（api.seniverse.com） //2、获取方法：GET https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=2owqvhhd2dd9o9f9&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c //3、返回的数据范例见文件test.txt #include #include #include #include "cJSON.h" //函数声明 int cJSON_WeatherParse(char *JSON); /********************************************************************************* * Function Name ： main主函数 * Parameter ： NULL * Return Value ： 0 * Function Explain ： * Create Date ： 2017.12.6 by lzn **********************************************************************************/ int main(int argc, char **argv) { FILE *fp; char *data; int len; int i; if((fp = fopen("now.txt","rb")) == NULL) { printf("Open error!\n"); return 1; } fseek(fp, 0, SEEK_END); //文件指针指向文件末尾 len = ftell(fp); //求文件长度 fseek(fp, 0, SEEK_SET); //文件指针指向文件开头 data = (char*)malloc(len+1); fread(data, len, 1, fp); fclose(fp); //printf("read file %s complete, len=%d.\n","now.txt",len); cJSON_WeatherParse(data); //解析天气数据 free(data); system("pause"); return 0; } /********************************************************************************* * Function Name ： cJSON_WeatherParse,解析天气数据 * Parameter ： JSON：天气数据包 results：保存解析后得到的有用的数据 * Return Value ： 0：成功 其他:错误 * Function Explain ： * Create Date ： 2017.12.6 by lzn **********************************************************************************/ int cJSON_WeatherParse(char *JSON) { cJSON *json,*arrayItem,*object,*subobject,*item; json = cJSON_Parse(JSON); //解析JSON数据包 if(json == NULL) //检测JSON数据包是否存在语法上的错误，返回NULL表示数据包无效 { printf("Error before: [%s]\n",cJSON_GetErrorPtr()); //打印数据包语法错误的位置 return 1; } else { if((arrayItem = cJSON_GetObjectItem(json,"results")) != NULL); //匹配字符串"results",获取数组内容 { int size = cJSON_GetArraySize(arrayItem); //获取数组中对象个数 //printf("cJSON_GetArraySize: size=%d\n",size); if((object = cJSON_GetArrayItem(arrayItem,0)) != NULL)//获取父对象内容 { /* 匹配子对象1 */ if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"location")) != NULL) { printf("\n-------------------------------location-----------------------------\n"); //匹配子对象1成员"id" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"id")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象1成员"name" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"name")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象1成员"country" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"country")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象1成员"timezone" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"timezone")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象1成员"timezone_offset" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"timezone_offset")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } } /* 匹配子对象2 */ if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"now")) != NULL) { printf("---------------------------------now-------------------------------\n"); //匹配子对象2成员"text" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"text")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象2成员"code" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"code")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象2成员"temperature" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"temperature")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象2成员"feels_like" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"feels_like")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象2成员"pressure" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"pressure")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象2成员"humidity" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"humidity")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象2成员"visibility" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"visibility")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象2成员"wind_direction" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"wind_direction")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象2成员"wind_speed" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"wind_speed")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象2成员"wind_scale" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"wind_scale")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象2成员"clouds" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"clouds")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } //匹配子对象2成员"dew_point" if((item = cJSON_GetObjectItem(subobject,"dew_point")) != NULL) { printf("%s : %s\n",item->string,item->valuestring); } } /* 匹配子对象3 */ if((subobject = cJSON_GetObjectItem(object,"last_update")) != NULL) { printf("----------------------------last_update----------------------------\n"); printf("%s : %s\n\n",subobject->string,subobject->valuestring); } } } } cJSON_Delete(json); //释放cJSON_Parse()分配出来的内存空间 return 0; }这个测试程序会去读取我们工程目录下的 now.txt件，所以事先我们需要把JSON格式的天气预报数据复制到该文件中：
把 now.txt里面的数据读出并保存到data指向的动态内存中。然后再把data中的数据传入我们事先编写好的解析天气数据的函数int cJSON_WeatherParse(char *JSON)中进行解析，最后把解析之后的数据给到该函数的返回值即可。 解析函数里主要用到以下函数： 1、cJSON_Parse函数 cJSON*cJSON_Parse(const char *value);该函数用来解析JSON数据包，并按照cJSON结构体的结构序列化整个数据包。 2、cJSON_GetObjectItem函数 cJSON_GetObjectItem(cJSON *object,const char *string);该函数可从cJSON结构体中查找某个子节点名称（键名称），如果查找成功可把该子节点序列化到cJSON结构体中。 3、cJSON_GetArraySize函数 cJSON_GetArraySize(const cJSON *array);该函数可获取数组中元素个数。 4、cJSON_GetArrayItem函数 cJSON_GetArrayItem(const cJSON *array, int index);该函数可获取数组中的内容。 5、cJSON_Delete函数 cJSON_Delete(cJSON *c);该函数用来释放cJSON_Parse函数内部申请的堆内存。 我们的解析函数主要运用多次cJSON_GetObjectItem来匹配各对象成员，然后取出各个键值对的值valuestring。 该程序的运行结果如下：
可见，解析完全正确！解析结果中冒号后面的数据就是我们可以选择使用的数据。这是解析当天的天气实况数据，解析未来几天的天气数据包或是其它天气数据包的方法都是类似的。 2.2 显示部分 2.2.1 几类常用的显示屏液晶显示屏的接口较为常见的有 3 种类型：RGB 接口，MCU 总线接口，串口 HMI。 （1）RGB 接口
RGB 接口必须用在带有RGB驱动的ARM芯片上，一般的 ARM9 芯片有少许支持 RGB 的，ARM9 以上的芯片多数支持 RGB.但是此类接口的驱动是最复杂的，对硬件要求也是最高的。 （2）MCU 总线接口
MCU 总线接口驱动比 RGB 简单一些，对硬件也基本没有任何要求，简单的 MCU 就可以驱动。但是界面的显示驱动工作量很大。 总线型接口的屏只提供点阵的操作。图片，字符等任何显示内容都是通过取模数据，在屏幕上相应的位置把点阵一个一个的打出来。在此基础上再来实现人机界面的逻辑。工作量很大。 （3）串口 HMI
串口HMI是一种新的显示方案。首先它跟MCU总线屏一样对硬件没有任何要求，其次。它没有速度瓶颈，因为界面的显示是设备内部自己实现的，用户MCU只是发送指令，并不需要底层驱动。 再次，针对显示的人机界面的布局和大多数的逻辑（比如界面背景，按钮效果，文本显示等）。全部都不需要用户的 MCU 参与，使用设备提供的上位软件，在电脑上点几下鼠标就完成了。制作好资源文件以后下载到屏幕即可自动运行，剩下的就是 USART 交互了。 2.2.2 本系统的显示方案本系统选择的是串口HMI这一显示方案。因为这种方案确实是可以在短时间内设计出比较漂亮的GUI界面。GUI界面设计软件如下图：
这是串口屏商家给的配套的GUI设计软件，该软件的下载链接： 链接：https://pan.baidu.com/s/1uYFhF412WVkk0FuqeOAGCg 提取码：e70r 我们可以从左侧的工具箱里往工作区里拖拽需要用到的控件，常用的控件有文本控件、文字控件、按钮控件等。可在右侧的属性窗口设置控件的属性。可以通过选择不同的字库来设置不同的字体样式。 控件、页面的切换或则触发可能会产生相应的事件，可以通过代码来控制。其中，页面、控件的背景是可以上传本地的图片的，所以可以事先通过PS或则其他作图软件设计出精美的背景图片，然后再把控件都设置为透明色，最终地显示效果就可以达到很好的效果。 总之，可以很方便很容易设计出精美的GUI界面。同时，这个GUI设计软件还具有模拟真实的屏幕的功能，可以很方便地与用户MCU进行联调。仿真界面如图所示：
进入模拟器界面，可在下方选择数据的输入方式为用户MCU输入，然后设置相应的串口号和波特率即可。还可以实时查看用户MCU传给模拟器的数据。 2.3 与天气服务器通信每个问题的解决往往都不能一步到位，要把这个问题的所有关键点找出来，着手去解决这些关键点，最终问题自然会得到解决。 同样的，虽然我们最终是用单片机控制WiFi模块来获取天气数据的，但是我们首先应该确保在没有单片机的情况下能获取得到天气数据，确保能和天气服务器正常通信。只有这样，在使用单片机获取数据遇到问题时才知道出错的范围在哪，便于我们进行调试。下面，分享windows下与天气服务器通信的测试方法： 2.3.1 所需的工具网络调试助手。本人使用的是SocketTool，SocketTool是一款小巧实用且功能强大的TCP/UDP网络通讯调试工具，可以帮助你检查网络应用软件及硬件的通讯情况，可以创建Socket服务器，如创建UDP组播地址及端口、创建UDP Client客户端、创建TCP Client、创建TCP Server。
该工具下载链接为： 链接：https://pan.baidu.com/s/1fgarl8xNb6nEAl3Ly0NQ3w 提取码：np5v 2.3.2 测试方法（1）首先，使用SocketTool工具建立一个TCP Client，对方IP设为：116.62.81.138（这是心知天气服务器的IP地址），对方端口设为80。如：
怎么才能知道一个网站的IP呢？在DOS黑窗口下输入ping+域名即可得该域名对应的IP，如我们ping百度：
ping是Windows、Unix和Linux系统下的一个命令，利用ping命令可以检查网络是否连通，可以很好地帮助我们分析和判定网络故障，该命令还可以加许多参数使用，具体是键入Ping按回车即可看到详细说明。 （2）发送HTTP请求，向心知天气服务器请求天气数据。HTTP有几种请求方法，我们这里使用的是GET请求： GET请求：从指定的资源请求数据。 具体的请求方法示例为： GET https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=2owqvhhd2dd9o9f9&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c其中，GET后面的URL地址可以上心知天气查看，如：
URL中的几个参数是可以设置的： key：你的API密钥 location：所查询的地点 language：语言 unit：单位 在SocketTool工具中发送GET请求（首先先得点击连接按钮进行连接），发送格式如下：
需要注意的问题就是每个GET请求之后都需要空两行，这两个换行也是GET请求的一部分，所以在编写单片机代码时需要注意的是要在这个请求字符串后添加\r\n\r\n，表示换两行。 服务器返回的天气数据为：
看看服务器返回的数据，发现中文都是乱码。原因是获取得的天气数据是utf-8格式，必须转换为GBK格式中文才能正常显示。此处，我们只是测试与服务器是否能正常交互，测试结果显示有数据返回，说明通过以上的GET请求时可以获取到数据的。 在应用到单片机上时，还需要考虑的问题就是怎么把utf-8格式转换为GBK格式的问题，转换后中文才能正常显示在显示屏上。 2.4 语音对话功能本系统人机对话功能采用了两个硬件模块：（1）语音识别模块：采用LD3320语音识别芯片；（2）语音合成模块：采用SYN6288语音合成芯片。 2.4.1 语音识别本系统语音识别模块采用的语音芯片是LD3320。该芯片已经集成了语音识别的处理器，不需要外接其他的辅助芯片如Flash、 RAM 等，直接嵌入在现有的产品中就可以实现语音识别的功能。 语音识别的过程为： （1）先预存要识别的关键词，如： //-------------------------搜索天气----------------------------------- #define STR00 "xiao tian" // 小天 #define STR01 "sou suo fu zhou tian qi" // 搜索福州天气 #define STR02 "sou suo shang hai tian qi" // 搜索上海天气 #define STR03 "sou suo shen zhen tian qi" // 搜索深圳天气 #define STR04 "sou suo bei jing tian qi" // 搜索北京天气 #define STR05 "sou suo guang zhou tian qi" // 搜索广州天气 #define STR06 "sou suo nan ning tian qi" // 搜索南宁天气 #define STR07 "sou suo xia men tian qi" // 搜索厦门天气 #define STR08 "sou suo quan zhou tian qi" // 搜索泉州天气 #define STR09 "sou suo pu tian tian qi" // 搜索莆田天气 #define STR10 "sou suo nan ping tian qi" // 搜索南平天气可以预存50条关键词（关键句），本人已经把关键词写死在程序里了，这显然就不能灵活的面对各种场景。其实可以通过代码编写一个学习功能，即识别之前首先进行学习一些即将要识别的关键词，然后在进行识别演示，这样就可以应对比较多的场景。 但是，这样还是不够智能，毕竟只能识别已经预存的关键词（关键句），要是没有预存就没办法识别了。所以真正的语音识别应该是在软件算法上下功夫，关于语音识别已然成为热门的一大研究专题，这就属于人工智能的范畴吧。希望以后可以有机会接触这一块，如有接触再做学习分享~ （2）开始识别，如： static void Task_ASR(void) { switch(nAsrStatus) { case LD_ASR_RUNING: case LD_ASR_ERROR: break; case LD_ASR_NONE: nAsrStatus=LD_ASR_RUNING; if (RunASR()==0) // 启动一次ASR识别流程：ASR初始化，ASR添加关键词语，启动ASR运算 { nAsrStatus = LD_ASR_ERROR; } break; case LD_ASR_FOUNDOK: nAsrRes = LD_GetResult( ); // 一次ASR识别流程结束，去取ASR识别结果 ASRSuccess_Handle(nAsrRes); nAsrStatus = LD_ASR_NONE; break; case LD_ASR_FOUNDZERO: default: nAsrStatus = LD_ASR_NONE; break; } }nAsrStatus是用来表示语音识别的状态，不是LD3320芯片内部的状态寄存器。nAsrStatus有几种情况。我们比较关注的是LD_ASR_FOUNDOK状态。LD_ASR_FOUNDOK状态为识别成功，识别成功后将调用ASRSuccess_Handle函数进行识别后的操作。 （3）识别成功则执行相应操作，如 void ASRSuccess_Handle(uint8 asr_code) { printf("\r\n识别码:%d\n",asr_code); if(0 == asr_code) { printf("我在，需要我的帮助吗？\n"); TTSPlay(0, "[t3][2]我在,[2]需要[2]我的[3]帮助吗"); RunFlag = TRUE; } else if(RunFlag) { RunFlag = FALSE; /* 识别码0-10为搜索天气识别码 */ if(asr_code>=0&&asr_code |
【本文地址】
今日新闻 |
推荐新闻 |