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简介：基于涂鸦智能的宠物喂食器，主控MCU为航顺的HK32F030MF4P6，涂鸦智能模块为WBR3

发表于 分类于 ， ，

好的，作为一名高级嵌入式软件开发工程师，很高兴能为您详细解析基于涂鸦智能的宠物喂食器项目，并提供相应的代码设计架构和C代码实现方案。这个项目涵盖了嵌入式系统开发的完整流程，从需求分析到系统维护升级，旨在构建一个可靠、高效、可扩展的智能宠物喂食平台。
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项目简介与需求分析

项目名称： 基于涂鸦智能的宠物喂食器

主控MCU： 航顺 HK32F030MF4P6 (Cortex-M0+, 48MHz, 32KB Flash, 2KB SRAM)

涂鸦智能模块： WBR3 (Wi-Fi & Bluetooth LE combo module)

项目目标：

  1. 远程控制喂食： 用户可以通过涂鸦智能App远程控制喂食器进行喂食，可以手动喂食，也可以设置定时喂食计划。
  2. 定量喂食： 喂食器能够根据设置的出粮量，精确控制每次喂食的食物量。
  3. 剩余粮量监测： 实时监测粮仓内的剩余粮量，并在粮量不足时通过App提醒用户。
  4. 设备状态监控： 实时上报设备的工作状态，如是否正在喂食、网络连接状态等。
  5. 本地手动喂食： 在网络异常或用户不方便使用App时，可以通过本地按键进行手动喂食。
  6. 断网续喂（可选）： 即使网络中断，喂食器仍然可以按照预设的定时计划进行喂食（需要本地存储定时计划）。
  7. 低功耗设计： 考虑到宠物喂食器通常需要长时间运行，需要进行低功耗设计，延长设备寿命。
  8. OTA 远程升级： 支持固件OTA (Over-The-Air) 远程升级，方便后续功能扩展和bug修复。
  9. 安全可靠： 系统需要稳定可靠，保证喂食的准确性和安全性，防止误操作或故障导致宠物饥饿或过量喂食。

非功能性需求：

  • 可靠性： 系统运行稳定，喂食准确，故障率低。
  • 高效性： 系统响应速度快，喂食动作迅速。
  • 可扩展性： 代码架构易于扩展新功能，如摄像头监控、语音交互等。
  • 可维护性： 代码结构清晰，注释完善，方便维护和升级。
  • 低功耗： 在满足功能需求的前提下，尽可能降低功耗。

系统架构设计

为了实现上述需求，我们采用分层架构来设计嵌入式软件系统，这种架构具有良好的模块化、可维护性和可扩展性。系统架构主要分为以下几个层次：

  1. 硬件抽象层 (HAL - Hardware Abstraction Layer):

    • 封装底层硬件驱动，向上层提供统一的硬件接口。
    • 包含 MCU 芯片的底层驱动，如 GPIO、Timer、UART、SPI、I2C、ADC 等。
    • 方便硬件平台的移植和更换，上层代码无需修改即可适配不同的硬件平台。

  2. 驱动层 (Device Driver Layer):

    • 基于 HAL 层，实现具体硬件设备的驱动。
    • 包括电机驱动、传感器驱动（粮量传感器、状态传感器等）、涂鸦 Wi-Fi 模块驱动、按键驱动等。
    • 负责设备的初始化、控制和数据读取。

  3. 中间件层 (Middleware Layer):

    • 提供通用的软件服务和功能模块，简化应用层开发。
    • 包括：
      • 涂鸦 SDK 接入层: 封装涂鸦 Wi-Fi 模块的 SDK，处理设备配网、数据上报、命令接收等。
      • 定时任务管理: 实现定时喂食计划的管理和执行。
      • 数据存储管理: 负责设备配置参数、定时喂食计划等数据的本地存储 (Flash 或 EEPROM)。
      • 状态管理: 管理设备的各种状态，如喂食状态、网络状态、粮量状态等。
      • 错误处理和日志: 处理系统错误，记录运行日志，方便调试和问题排查。
      • OTA 升级: 实现固件的远程升级功能。

  4. 应用层 (Application Layer):

    • 实现宠物喂食器的核心业务逻辑。
    • 包括：
      • 喂食控制逻辑: 接收喂食指令，控制电机执行喂食动作，精确控制喂食量。
      • 定时喂食计划管理: 管理用户设置的定时喂食计划，包括添加、删除、修改、查询等。
      • 粮量监测和报警: 读取粮量传感器数据，判断剩余粮量，并在粮量不足时上报报警信息。
      • 本地手动喂食逻辑: 响应本地按键操作，执行手动喂食。
      • 设备状态上报: 定期或事件触发上报设备状态信息到涂鸦云平台。
      • 用户指令解析和处理: 解析涂鸦云平台下发的控制指令，并执行相应的操作。

代码设计架构图

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|    应用层 (Application Layer)    |
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|  喂食控制逻辑   | 定时计划管理 | 粮量监测报警 |  本地手动喂食 | 设备状态上报 | 指令解析处理 |
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|    中间件层 (Middleware Layer)   |
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| 涂鸦 SDK 接入层 | 定时任务管理 | 数据存储管理 |  状态管理  | 错误日志处理 | OTA 升级  |
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|     驱动层 (Device Driver Layer)    |
+---------------------+
|  电机驱动   |  粮量传感器驱动 |  Wi-Fi 模块驱动 |  按键驱动   |  状态指示灯驱动 | ...     |
+---------------------+
|   硬件抽象层 (HAL - Hardware Abstraction Layer)   |
+---------------------+
|  GPIO 驱动  | Timer 驱动  | UART 驱动  | SPI 驱动  | I2C 驱动  | ADC 驱动  | ...     |
+---------------------+
|        硬件平台 (HK32F030MF4P6 + WBR3)         |
+---------------------+

详细模块设计与 C 代码实现 (示例代码，非完整 3000 行，需根据实际情况补充完善)

由于篇幅限制，这里无法提供完整的 3000 行代码，但我会详细说明每个模块的设计思路，并提供关键模块的 C 代码示例，帮助您理解整个系统的实现框架。实际项目中，您需要根据具体硬件和需求，进行代码的完善和扩展。

1. 硬件抽象层 (HAL)

HAL 层主要封装了 HK32F030MF4P6 的底层硬件操作。以下是一些 HAL 层的示例代码，假设您已经配置好了 HK32F030 的开发环境和库文件。

hal_gpio.h:

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#ifndef __HAL_GPIO_H__
#define __HAL_GPIO_H__

#include "hk32f030m.h" // 包含 HK32F030 头文件

typedef enum {
    GPIO_PIN_RESET = 0,
    GPIO_PIN_SET   = 1
} GPIO_PinState;

typedef enum {
    GPIO_MODE_INPUT  = 0x00,
    GPIO_MODE_OUTPUT = 0x01,
    // ... 其他 GPIO 模式
} GPIO_ModeTypeDef;

typedef struct {
    GPIO_ModeTypeDef Mode;
    // ... 其他 GPIO 初始化参数
} GPIO_InitTypeDef;

void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);
void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);
GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

#endif /* __HAL_GPIO_H__ */

hal_gpio.c:

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#include "hal_gpio.h"

void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct) {
    // 使能 GPIO 时钟 (示例，根据实际情况修改)
    if (GPIOx == GPIOA) {
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    } else if (GPIOx == GPIOB) {
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    } // ... 其他 GPIO 时钟使能

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_InitStruct->Mode;
    // ... 设置其他 GPIO 参数 (根据 GPIO_InitTypeDef 结构体定义完善)
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 示例速度
    GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStructure);
}

void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState) {
    if (PinState == GPIO_PIN_SET) {
        GPIO_SetBits(GPIOx, GPIO_Pin);
    } else {
        GPIO_ResetBits(GPIOx, GPIO_Pin);
    }
}

GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) {
    if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx, GPIO_Pin) != (uint8_t)Bit_RESET) {
        return GPIO_PIN_SET;
    } else {
        return GPIO_PIN_RESET;
    }
}

其他 HAL 模块 (hal_timer.h/c, hal_uart.h/c, … ) 的实现方式类似，封装 HK32F030 的底层硬件操作。

2. 驱动层 (Device Driver Layer)

驱动层基于 HAL 层，实现具体设备的驱动。

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#ifndef __MOTOR_DRIVER_H__
#define __MOTOR_DRIVER_H__

#include "hal_gpio.h"
#include "hal_timer.h" // 如果电机驱动需要 PWM 控制

// 电机驱动控制引脚定义 (根据实际硬件连接修改)
#define MOTOR_DIR_PIN   GPIO_Pin_0  // 电机方向控制引脚
#define MOTOR_DIR_PORT  GPIOA
#define MOTOR_PWM_PIN   GPIO_Pin_1  // 电机 PWM 控制引脚 (如果使用 PWM 调速)
#define MOTOR_PWM_PORT  GPIOA
#define MOTOR_ENABLE_PIN GPIO_Pin_2  // 电机使能引脚 (可选)
#define MOTOR_ENABLE_PORT GPIOA

typedef enum {
    MOTOR_DIRECTION_FORWARD = 0,
    MOTOR_DIRECTION_BACKWARD = 1
} MotorDirectionTypeDef;

typedef struct {
    // ... 电机驱动配置参数 (例如，PWM 频率，占空比范围等)
} MotorConfigTypeDef;

void Motor_Init(MotorConfigTypeDef* config);
void Motor_SetDirection(MotorDirectionTypeDef direction);
void Motor_SetSpeed(uint16_t speed); // 设置电机速度 (例如，PWM 占空比)
void Motor_Start();
void Motor_Stop();
void Motor_RotateSteps(uint16_t steps); // 控制电机旋转指定步数 (如果使用步进电机)

#endif /* __MOTOR_DRIVER_H__ */

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#include "motor_driver.h"

void Motor_Init(MotorConfigTypeDef* config) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    // 初始化电机方向控制引脚
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = MOTOR_DIR_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
    // ... 其他 GPIO 初始化参数
    HAL_GPIO_Init(MOTOR_DIR_PORT, MOTOR_DIR_PIN, &GPIO_InitStruct);

    // 初始化电机 PWM 控制引脚 (如果使用 PWM 调速)
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = MOTOR_PWM_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_MODE_OUTPUT; // 或 PWM 复用模式，根据实际情况
    // ... 其他 GPIO 初始化参数
    HAL_GPIO_Init(MOTOR_PWM_PORT, MOTOR_PWM_PIN, &GPIO_InitStruct);

    // 初始化电机使能引脚 (如果使用)
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = MOTOR_ENABLE_PIN;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
    // ... 其他 GPIO 初始化参数
    HAL_GPIO_Init(MOTOR_ENABLE_PORT, MOTOR_ENABLE_PIN, &GPIO_InitStruct);

    // 初始化 PWM 定时器 (如果使用 PWM 调速)
    // ... (使用 HAL_Timer 模块初始化 PWM 定时器)

    Motor_Stop(); // 初始状态停止电机
}

void Motor_SetDirection(MotorDirectionTypeDef direction) {
    if (direction == MOTOR_DIRECTION_FORWARD) {
        HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_DIR_PORT, MOTOR_DIR_PIN, GPIO_PIN_RESET); // 示例方向控制逻辑
    } else {
        HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_DIR_PORT, MOTOR_DIR_PIN, GPIO_PIN_SET);
    }
}

void Motor_SetSpeed(uint16_t speed) {
    // 设置 PWM 占空比，控制电机速度 (示例，根据 PWM 定时器配置和速度范围映射)
    // ... (使用 HAL_Timer 模块控制 PWM 占空比)
}

void Motor_Start() {
    // 使能电机驱动 (如果使用使能引脚)
    HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_ENABLE_PORT, MOTOR_ENABLE_PIN, GPIO_PIN_SET);
}

void Motor_Stop() {
    // 停止电机驱动，禁用 PWM 输出 (如果使用 PWM 调速)
    Motor_SetSpeed(0); // PWM 占空比设置为 0
    // 禁用电机使能 (如果使用使能引脚)
    HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_ENABLE_PORT, MOTOR_ENABLE_PIN, GPIO_PIN_RESET);
}

void Motor_RotateSteps(uint16_t steps) {
    // 控制步进电机旋转指定步数 (如果使用步进电机)
    // ... (步进电机控制逻辑，包括脉冲输出、方向控制等)
}

其他驱动模块 (sensor_driver.h/c, wifi_module_driver.h/c, button_driver.h/c, …) 的实现方式类似，驱动具体的硬件设备。

3. 中间件层 (Middleware Layer)

中间件层提供通用服务和功能模块。

tuya_sdk_adapter.h:

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#ifndef __TUYA_SDK_ADAPTER_H__
#define __TUYA_SDK_ADAPTER_H__

#include "tuya_iot_wifi_api.h" // 涂鸦 Wi-Fi SDK 头文件 (需要根据实际 SDK 路径修改)

typedef struct {
    // ... 涂鸦设备配置参数 (例如，产品 ID, 设备 SN, Auth Key 等)
} TuyaDeviceConfigTypeDef;

typedef enum {
    DP_ID_FEED_MANUAL = 101,  // 手动喂食 DP ID
    DP_ID_FEED_SCHEDULE = 102, // 定时喂食计划 DP ID
    DP_ID_FOOD_LEVEL = 103,   // 剩余粮量 DP ID
    DP_ID_DEVICE_STATUS = 104, // 设备状态 DP ID
    // ... 其他 DP ID 定义
} TuyaDataPointIdTypeDef;

typedef struct {
    TuyaDataPointIdTypeDef dp_id;
    // ... DP 数据类型和值
} TuyaDataPointTypeDef;

void TuyaSDK_Init(TuyaDeviceConfigTypeDef* config);
void TuyaSDK_ProcessEvents(); // 处理涂鸦 SDK 事件 (需要在主循环中调用)
void TuyaSDK_ReportDeviceStatus(); // 上报设备状态
void TuyaSDK_ReportFoodLevel(uint8_t level); // 上报剩余粮量
void TuyaSDK_HandleDpCommand(TuyaDataPointTypeDef* dp); // 处理 DP 命令回调函数 (需要用户实现)

#endif /* __TUYA_SDK_ADAPTER_H__ */

tuya_sdk_adapter.c:

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#include "tuya_sdk_adapter.h"
#include "wifi_module_driver.h" // 假设 Wi-Fi 模块驱动

// 涂鸦设备配置信息 (需要根据实际涂鸦平台配置修改)
static char product_id[] = "YOUR_PRODUCT_ID";
static char device_uuid[] = "YOUR_DEVICE_UUID";
static char device_auth_key[] = "YOUR_DEVICE_AUTH_KEY";

static void __tuya_app_init(void);
static void __tuya_device_init(void);
static void __user_data_point_init(void);
static void __dev_dp_cb(GW_ID_T dev_id , const TY_RECV_DP_S *dp_data);
static void __dev_status_changed_cb(GW_ID_T dev_id, DEV_STAT_T stat);
static void __gw_status_changed_cb(GW_STATUS_E status);

void TuyaSDK_Init(TuyaDeviceConfigTypeDef* config) {
    // 初始化涂鸦 Wi-Fi 模块驱动
    WiFiModule_Init();

    // 涂鸦 SDK 初始化
    __tuya_app_init();
    __tuya_device_init();
    __user_data_point_init();

    // 设置涂鸦 SDK 回调函数
    tuya_iot_wf_soc_dev_init_param_t init_param = {0};
    init_param.dev_id = device_uuid;
    init_param.dev_key = device_auth_key;
    init_param.dev_pid = product_id;
    init_param.wf_cfg_cb = NULL; // Wi-Fi 配置回调 (如果需要配网功能)
    init_param.gw_status_cb = __gw_status_changed_cb;
    init_param.dev_status_cb = __dev_status_changed_cb;
    init_param.dp_data_cb = __dev_dp_cb;
    init_param.get_time_cb = NULL; // 获取时间回调 (如果需要时间同步功能)
    // ... 其他初始化参数

    int ret = tuya_iot_wf_soc_dev_init(&init_param);
    if (ret != 0) {
        // 初始化失败处理
        // ...
    }
}

void TuyaSDK_ProcessEvents() {
    // 涂鸦 SDK 事件处理函数 (需要在主循环中周期性调用)
    tuya_iot_wf_soc_dev_do_user_task();
}

void TuyaSDK_ReportDeviceStatus() {
    // 上报设备状态 (示例，上报设备在线状态)
    TY_OBJ_DP_S dp_data;
    dp_data.dpid = DP_ID_DEVICE_STATUS;
    dp_data.dp_type = PROP_BOOL; // 布尔类型
    dp_data.time_stamp = 0;
    dp_data.value.dp_bool = true; // 假设设备在线

    tuya_iot_wf_soc_dev_report_dp_json_async(NULL, &dp_data, 1);
}

void TuyaSDK_ReportFoodLevel(uint8_t level) {
    // 上报剩余粮量
    TY_OBJ_DP_S dp_data;
    dp_data.dpid = DP_ID_FOOD_LEVEL;
    dp_data.dp_type = PROP_VALUE; // 数值类型
    dp_data.time_stamp = 0;
    dp_data.value.dp_value = level; // 粮量值

    tuya_iot_wf_soc_dev_report_dp_json_async(NULL, &dp_data, 1);
}

void TuyaSDK_HandleDpCommand(TuyaDataPointTypeDef* dp) {
    // 处理 DP 命令回调函数 (需要在应用层实现具体逻辑)
    switch (dp->dp_id) {
        case DP_ID_FEED_MANUAL:
            // 处理手动喂食命令
            // ... (调用喂食控制逻辑)
            break;
        case DP_ID_FEED_SCHEDULE:
            // 处理定时喂食计划命令
            // ... (更新定时喂食计划)
            break;
        // ... 其他 DP 命令处理
        default:
            break;
    }
}

// 涂鸦 SDK 回调函数实现 (内部函数)
static void __tuya_app_init(void) {
    // 应用层初始化 (例如，全局变量初始化)
    // ...
}

static void __tuya_device_init(void) {
    // 设备初始化 (例如，硬件初始化)
    // ...
}

static void __user_data_point_init(void) {
    // 数据点初始化 (例如，注册 DP ID 和数据类型)
    // ...
}

static void __dev_dp_cb(GW_ID_T dev_id , const TY_RECV_DP_S *dp_data) {
    // 设备 DP 数据接收回调函数
    int i = 0;
    for (; i < dp_data->dps_cnt; i++) {
        TuyaDataPointTypeDef dp;
        dp.dp_id = dp_data->dp[i].dpid;
        // ... 解析 DP 数据类型和值 (根据 dp_data->dp[i].type 和 dp_data->dp[i].data 字段)
        TuyaSDK_HandleDpCommand(&dp); // 调用应用层 DP 命令处理函数
    }
}

static void __dev_status_changed_cb(GW_ID_T dev_id, DEV_STAT_T stat) {
    // 设备状态变化回调函数
    // ... (处理设备状态变化，例如，设备上线/下线)
}

static void __gw_status_changed_cb(GW_STATUS_E status) {
    // 网关状态变化回调函数
    // ... (处理网关状态变化，例如，网络连接状态变化)
}

其他中间件模块 (schedule_manager.h/c, data_storage.h/c, state_manager.h/c, error_log.h/c, ota_update.h/c, …) 的实现方式类似，提供通用的软件服务。

4. 应用层 (Application Layer)

应用层实现宠物喂食器的核心业务逻辑。

feed_controller.h:

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#ifndef __FEED_CONTROLLER_H__
#define __FEED_CONTROLLER_H__

#include "motor_driver.h"
#include "sensor_driver.h" // 假设有粮量传感器驱动
#include "tuya_sdk_adapter.h"
#include "schedule_manager.h"

typedef struct {
    uint16_t amount_grams; // 喂食量 (克)
} FeedConfigTypeDef;

typedef enum {
    FEED_STATUS_IDLE,
    FEED_STATUS_DISPENSING,
    FEED_STATUS_COMPLETE,
    FEED_STATUS_ERROR
} FeedStatusTypeDef;

void FeedController_Init();
FeedStatusTypeDef FeedController_ManualFeed(FeedConfigTypeDef* config);
FeedStatusTypeDef FeedController_ScheduledFeed(FeedConfigTypeDef* config);
void FeedController_Process(); // 喂食控制器主循环 (处理喂食状态，传感器数据等)
uint8_t FeedController_GetFoodLevel(); // 获取剩余粮量
FeedStatusTypeDef FeedController_GetStatus(); // 获取喂食器状态

#endif /* __FEED_CONTROLLER_H__ */

feed_controller.c:

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#include "feed_controller.h"

static FeedStatusTypeDef current_feed_status = FEED_STATUS_IDLE;
static uint16_t target_feed_amount = 0;
static uint16_t dispensed_amount = 0; // 已喂食量 (需要根据实际喂食量测量方式实现)

void FeedController_Init() {
    MotorConfigTypeDef motor_config;
    Motor_Init(&motor_config); // 初始化电机驱动

    // 初始化粮量传感器驱动 (如果使用)
    // Sensor_Init();

    // 初始化定时任务管理器
    ScheduleManager_Init();
}

FeedStatusTypeDef FeedController_ManualFeed(FeedConfigTypeDef* config) {
    if (current_feed_status != FEED_STATUS_IDLE) {
        return FEED_STATUS_ERROR; // 正在喂食中，无法手动喂食
    }

    target_feed_amount = config->amount_grams;
    dispensed_amount = 0;
    current_feed_status = FEED_STATUS_DISPENSING;

    Motor_SetDirection(MOTOR_DIRECTION_FORWARD); // 示例：正转出粮
    Motor_Start();

    return FEED_STATUS_DISPENSING;
}

FeedStatusTypeDef FeedController_ScheduledFeed(FeedConfigTypeDef* config) {
    // 定时喂食逻辑与手动喂食类似
    return FeedController_ManualFeed(config);
}

void FeedController_Process() {
    if (current_feed_status == FEED_STATUS_DISPENSING) {
        // 喂食中状态处理
        // ... (持续控制电机旋转，并测量已喂食量，例如，通过电机转速和时间估算，或使用称重传感器)
        // ... (示例：假设每旋转 1 秒出粮 1 克)
        // dispensed_amount++; // 假设每调用一次 Process 函数已喂食 1 克 (需要根据实际情况修改)

        if (dispensed_amount >= target_feed_amount) {
            Motor_Stop();
            current_feed_status = FEED_STATUS_COMPLETE;
            TuyaSDK_ReportDeviceStatus(); // 上报设备状态更新
        }
    } else if (current_feed_status == FEED_STATUS_COMPLETE) {
        // 喂食完成状态处理
        current_feed_status = FEED_STATUS_IDLE; // 回归空闲状态
    } else if (current_feed_status == FEED_STATUS_ERROR) {
        // 错误状态处理
        Motor_Stop(); // 停止电机
        // ... 错误日志记录，报警上报等
        current_feed_status = FEED_STATUS_IDLE; // 回归空闲状态
    }

    // 定期读取粮量传感器数据并上报 (如果使用)
    uint8_t food_level = FeedController_GetFoodLevel();
    TuyaSDK_ReportFoodLevel(food_level);
}

uint8_t FeedController_GetFoodLevel() {
    // 获取剩余粮量 (示例：假设传感器返回 0-100 的百分比值)
    // uint8_t level = Sensor_ReadFoodLevel(); // 读取传感器数据
    // return level;
    return 80; // 示例返回值，实际需要读取传感器数据
}

FeedStatusTypeDef FeedController_GetStatus() {
    return current_feed_status;
}

其他应用层模块 (main.c, user_interface.c, …) 的实现方式类似，实现具体的业务逻辑。

主程序 (main.c) 示例:

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#include "hk32f030m.h"
#include "feed_controller.h"
#include "tuya_sdk_adapter.h"
#include "button_driver.h" // 假设有按键驱动

int main(void) {
    SystemInit(); // 初始化系统时钟

    // 初始化外设 (GPIO, UART, Timer 等，根据实际项目需求初始化)
    // ...

    // 初始化按键驱动
    Button_Init();

    // 初始化涂鸦 SDK 适配层
    TuyaDeviceConfigTypeDef tuya_config;
    TuyaSDK_Init(&tuya_config);

    // 初始化喂食控制器
    FeedController_Init();

    while (1) {
        // 涂鸦 SDK 事件处理
        TuyaSDK_ProcessEvents();

        // 喂食控制器主循环
        FeedController_Process();

        // 按键扫描和处理
        if (Button_IsPressed()) {
            // 本地手动喂食 (示例：每次喂食 10 克)
            FeedConfigTypeDef manual_feed_config;
            manual_feed_config.amount_grams = 10;
            FeedController_ManualFeed(&manual_feed_config);
        }

        // 其他任务处理 (例如，状态指示灯控制等)
        // ...

        // 延时 (可选，降低 CPU 占用率)
        // Delay_ms(10);
    }
}

测试验证

完成代码编写后，需要进行全面的测试验证，确保系统的功能和性能符合需求。测试阶段主要包括：

  1. 单元测试: 针对每个模块进行独立测试，验证模块的功能是否正确。
  2. 集成测试: 将各个模块组合起来进行测试，验证模块之间的接口和协作是否正常。
  3. 系统测试: 进行整体系统功能测试，验证系统是否满足所有功能需求和非功能性需求。
  4. 用户验收测试 (UAT): 邀请用户参与测试，验证系统是否满足用户的实际使用需求。

测试方法包括:

  • 功能测试: 验证喂食功能、定时喂食功能、粮量监测功能、远程控制功能、本地手动喂食功能等是否正常。
  • 性能测试: 测试喂食速度、响应速度、功耗等性能指标是否满足要求。
  • 可靠性测试: 进行长时间运行测试、异常情况测试 (断电、网络异常等)，验证系统的稳定性。
  • 安全性测试: 验证系统是否存在安全漏洞，例如数据泄露、非法访问等。

维护升级

嵌入式系统的维护升级是产品生命周期中重要的一环。本项目中，维护升级主要包括：

  1. OTA 远程升级: 通过涂鸦云平台提供的 OTA 功能，远程升级设备固件，修复 bug，增加新功能。
  2. 问题排查和修复: 收集用户反馈和设备运行日志，排查和修复系统中存在的问题。
  3. 功能扩展: 根据用户需求和市场变化，扩展新的功能，例如摄像头监控、语音交互、智能推荐喂食计划等。
  4. 硬件维护: 对于硬件故障，需要进行维修或更换。

总结

以上是基于涂鸦智能的宠物喂食器项目的详细代码设计架构和 C 代码实现方案。这个方案采用分层架构，模块化设计，方便开发、测试、维护和升级。代码示例提供了关键模块的框架和思路，实际项目中需要根据具体硬件和需求进行完善和扩展。

请注意，这仅仅是一个代码框架和示例，实际项目开发中还需要考虑很多细节问题，例如：

  • 精确的喂食量控制: 需要根据具体的喂食机构和电机特性，设计精确的喂食量控制算法，可能需要使用编码器或称重传感器进行反馈控制。
  • 粮量传感器选型和校准: 选择合适的粮量传感器，并进行精确的校准，保证粮量监测的准确性。
  • 低功耗设计细节: 需要深入分析系统的功耗瓶颈，并采取相应的低功耗措施，例如，降低 MCU 工作频率、使用低功耗外设、优化软件算法等。
  • 安全性和稳定性增强: 加强代码的健壮性，处理各种异常情况，提高系统的安全性和稳定性。
  • 用户体验优化: 在 App 端和设备端都进行用户体验优化，例如，简化配网流程、提供友好的操作界面、优化状态反馈等。

希望这份详细的解答能够帮助您理解宠物喂食器项目的软件设计和开发，祝您项目顺利！

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