基于WiFi模块的智能开关控制系统设计

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毕业设计智能家居控制系统

毕业设计智能家居控制系统

毕业设计:智能家居控制系统一、项目简介智能家居控制系统是利用物联网技术实现家庭设备自动控制,提高家庭生活的舒适度和安全性。

本项目基于Arduino开发板,利用WiFi模块和传感器,实现对家庭灯光、温度、湿度、门窗状态等设备的智能控制。

二、系统功能1. 灯光控制:通过手机App或语音助手实现家庭灯光的远程控制和自动化控制。

2. 空气质量监测:利用传感器监测室内PM2.5、温度、湿度等指标,提醒和调节家庭环境。

3. 门窗安全监测:通过磁性传感器实时检测家庭门窗状态,当门窗未关闭时发送警报通知。

4. 自动化场景:通过编写场景模式,实现一键开关灯光、智能温度调节等功能,提高家庭生活的便利性和舒适度。

三、硬件设计1. 硬件架构图:展示系统组成部分、各模块之间的连接方式。

2. 电路图:展示各传感器、WiFi模块、继电器等组件的接线方式。

3. PCB设计:设计成像度优秀的PCB,做好电路板的布线、排版工作。

四、软件设计1. 系统架构图:展示整个软件系统的架构,包括移动端App、服务器、嵌入式系统等模块。

2. 移动端App界面设计:设计简洁友好的界面,实现家庭设备的远程控制和数据监测。

3. 嵌入式系统程序设计:采用Arduino编程语言,编写实现各模块功能的程序代码。

五、实验结果1. 灯光控制:实现远程和自动化控制,提高家庭生活的便利性。

2. 空气质量监测:实时监测家庭环境指标,及时提醒和调节家庭环境。

3. 门窗安全监测:实时监测门窗状态,避免因未关闭而导致的安全隐患。

4. 自动化场景:通过编写场景模式,实现一键开关灯光、智能温度调节等功能,提高家庭生活的便利性和舒适度。

六、展望和拓展1. 系统优化:继续完善和改进系统功能,提升系统的智能化程度和用户体验。

2. 产品推广:将智能家居控制系统推广到更多的家庭中,实现智能家居生态的构建。

3. 产业化实现:通过与合作伙伴合作,实现智能家居控制系统的产业化生产和销售。

基于WiFi的智能LED照明控制系统设计

基于WiFi的智能LED照明控制系统设计

基于WiFi的智能LED照明控制系统设计概述本文档旨在介绍一个基于WiFi的智能LED照明控制系统的设计方案。

该系统能够实现远程控制和调节LED灯光的亮度和颜色,提供便捷和个性化的照明体验。

系统组成该系统主要由以下组成部分构成:1. LED灯具:使用可调节亮度和色温的LED灯具,提供灯光控制的基础。

2. WiFi模块:用于与用户的智能设备进行通信,接收用户指令并传输给LED灯具。

3. 服务器:负责处理用户指令并将其传输给正确的LED灯具,同时管理灯具的状态和配置信息。

系统功能该系统具备以下主要功能:1. 远程控制:用户可以通过连接到WiFi网络的智能设备,远程控制LED灯具的开关、亮度和颜色。

2. 调光调色:用户可以根据实际需求,通过调整LED灯具的亮度和色温,获得适合不同场景的照明效果。

3. 定时任务:用户可以设置定时任务,例如定时开关灯、定时调整亮度等,实现智能化的照明管理。

系统设计以下是该系统的设计概述:1. 用户界面:为了方便用户操作,该系统需要提供一个用户友好的界面,可以通过智能手机、平板电脑或电脑进行操作。

2. 通信协议:系统使用WiFi作为通信方式,用户通过连接到同一WiFi网络的智能设备与LED灯具进行通信。

3. 数据传输:用户指令通过WiFi模块传输到服务器,服务器根据指令类型进行相应处理,并将结果传输回LED灯具。

4. 灯具控制:LED灯具接收到服务器传输的指令后,根据指令进行相应的开关、亮度和颜色调节。

5. 状态管理:服务器负责管理灯具的状态和配置信息,并提供灯具管理接口供用户查询和操作。

优势和应用场景该系统的设计具有以下优势:1. 灵活便捷:用户可以通过智能设备随时随地控制LED灯具,为用户提供便捷的灯光控制体验。

2. 个性化照明:用户可以根据自己的需求和喜好,调整LED灯具的亮度和颜色,获得个性化的照明效果。

3. 能源节约:LED灯具具有高效节能的特点,可以帮助用户减少能源消耗。

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计一、系统架构设计智能家居系统的架构主要包括传感器、控制器、通讯模块和远程控制终端。

传感器主要用于采集家居环境数据,如温湿度、光照等,控制器用于处理传感器数据,并控制家居设备的开关,通讯模块用于与远程控制终端进行通讯,远程控制终端则是用户通过手机或电脑控制家居设备的界面。

在基于Zigbee无线网络的智能家居系统中,传感器和控制器采用Zigbee模块进行通讯,通讯模块则将数据传输到互联网上,远程控制终端通过互联网与通讯模块进行通讯,以实现远程控制家居设备。

整个系统架构如下图所示:[示意图]二、传感器设计1. 温湿度传感器:采用Zigbee无线模块,实时采集室内温湿度数据,并通过Zigbee 协议传输到控制器。

2. 光照传感器:采用Zigbee无线模块,实时采集室内光照强度数据,并通过Zigbee 协议传输到控制器。

3. 人体感应传感器:采用Zigbee无线模块,检测室内是否有人活动,并通过Zigbee 协议传输到控制器。

三、控制器设计控制器是智能家居系统的核心部件,负责接收传感器数据,进行数据处理,并控制家居设备的开关。

控制器的主要功能包括以下几个方面:1. 数据处理:接收传感器采集的数据,并进行处理,例如根据温湿度数据自动调节空调温度,或根据光照强度数据控制窗帘开合。

2. 设备控制:根据用户的指令或自动化算法,控制家居设备的开关,如灯光、空调、窗帘等。

3. Zigbee通讯:与传感器和通讯模块进行Zigbee通讯,以实现数据的收发和控制指令的传输。

四、通讯模块设计通讯模块是连接智能家居系统和互联网的桥梁,负责将数据传输到互联网上,以实现远程控制和监控。

通讯模块的主要功能包括以下几个方面:1. Zigbee通讯:与控制器和传感器进行Zigbee通讯,实现数据传输和控制指令的传递。

2. 互联网通讯:通过WiFi或以太网等方式,将数据传输到互联网上,实现远程控制的功能。

基于ESP8266的单火线智能开关控制系统的设计

基于ESP8266的单火线智能开关控制系统的设计

• 192•基于单火线取电技术,设计了一种智能开关,用于替代传统的机械开关,通过网络控制实现开关的操作,硬件系统用乐鑫ESP8266芯片作为主控处理器,使用芯片内置无线射频电路以WIFI 的形式进行网络通信,设计了单火线取电模块,围绕主控电路设计了可控硅控制模块、过载保护模块等;并开发了配套手机APP 软件和服务器后台控制程序,能够很好的实现实时远程控制的预期功能,具有良好的用户生态交互。

由于网络的不断发展,WIFI 技术得到了广泛的应用,而随着物联网技术的普及,智能家居设备逐渐走进了千家万户,人们更加喜欢使用网络开控制电器的使用,这使得智能开关越来越受欢迎,同时也使家庭中原有装设的传统机械开关使用频率越来越低。

伴随着技术的进步,可以预见的是传统的机械开关面板将要逐渐的被物联网的智能开关所替代,正在走向智能控制的时代。

但目前大部分电子智能开关的供电方式为零火线供电,需要在设备上接入两根线,这种按照的方式有别于只需要接一根火线的传统机械开关,需要重新对家庭照明布线,这造成了在安装的过程中费时费力的问题,因此无法大规模推广使用对于这种情况,本文提出并设计一种基于ESP8266的单火线智能开关控制系统,能够直接替代机械开关,可以通过网络控制,支持接入多种负载,用户交互性好,成本低,系统稳定程度高。

1 系统方案图1 系统总体设计2 硬件设计2.1 主控电路ESP8266芯片是一款定位于智能家居设备的芯片,由乐鑫公司研发并生产,这款芯片提供了完美的无线网络的解决方案,芯片内置32位CPU ,可以作为产品中的主控处理器,并且自身集成了其他芯片都不具备的网络通讯功能,得益于小体积以及极简外设电路的优势,在设计PCB 时可以保证布局占用的面积最小。

ESP8266 内置了固件化的协议栈,其中主要包括 Wi-Fi Direct (P2P )、802.11b/g/n 、Soft-AP 协议栈以及内置TCP/IP 协议栈,极大的简基于ESP8266的单火线智能开关控制系统的设计河南理工大学电气工程与自动化学院 李晨婉 孙艺铭 牛兴才 张 丽图2 芯片外设电路图本系统主要由以ESP8266为核心的智能开关、服务器平台、手机App 三部分组成,其中,智能开关可以通过WIFI 通信的方式连接到互联网,从而使设备与云端服务器通信,服务器作为一个数据转发的中枢,将接收到的信息中转给需要的设备,将智能开关的状态发送给手机App ,同时也将用户的控制信息下发给智能开关,而App 主要是安装在手机上,用户进行交互,实时传达用户的控制指令,智能开关中的处理器经过对信息的处理,通过可控硅元件控制电气的控制,形成了一个完整的控制通讯体系。

智能实验室管理系统的设计——智能电源控制系统的设计

智能实验室管理系统的设计——智能电源控制系统的设计

智能实验室管理系统的设计——智能电源控制系统的设计智能实验室管理系统的设计--智能电源控制系统的设计摘要紧跟人才市场的需求,各大高校日益注重实践教学,培养创新型、实用型人才。

其中,实验室作为培养学生动手能力的场所,在教学过程中扮演着重要的角色。

为了更高效率地配合教学,摆脱传统实验室繁琐混乱的管理模式,本文将从实验室的电源改造开始,进行实验室智能电源控制系统的设计。

本次设计选择STM32系列单片机为主控制器。

以机智云为云服务平台,手机APP为客户端,基于WIFI模块与云服务平台进行通信,构建物联网。

实现实验室各个电源开关的远程控制。

运用RFID技术,配合校园卡,只有刷卡验证通过,给设备上电的插座才能通电。

实现刷卡取电和记录使用者的信息。

关键词:STM32; WIFI模块;远程控制;RFID技术;Design of Intelligent Laboratory Management System--Design of Intelligent Power Supply Control SystemAbstractKeeping up with the demands of the talent market, major universities are increasingly focusing on practical teaching, to train innovative, practical talents. Among them, the laboratory as a place to train students hands-on ability, as an important role in the teaching process. In order to cooperate with teaching more efficiently and get rid of the tedious and chaotic management mode of the traditional laboratory, this paper will start with the power supply transformation of the laboratory and design the laboratory intelligent power supply control system.This design chooses the STM32 series single chip microcomputer as the main controller. With Gizwits as the cloud service platform, and the mobile APP as the client,communication with cloud service platform based on WIFI module , build the Internet of Things. Realize the remote control of each power switch in the laboratory. Using the RFID technology and thecampus card, the socket that powers on the device can only be powered if the card is verified. Realize swiping card to get electricity and record user information.Keywords: STM32; WIFI module; remote control; RFID technology;目录第一章绪论 (1)1.1 研究的背景及意义 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3 本设计研究内容和主要工作 (2)第二章相关技术与设计方案 (2)2.1 技术分析 (2)2.1.1 WIFI通信技术 (2)2.1.2 云平台 (3)2.1.3 RFID无线射频识别技术 (4)2.2 总体设计方案 (4)第三章智能电源控制系统的硬件设计 (6)3.1 主控部分 (6)3.2 模块部分 (8)3.2.1 ESP8266-01S (8)3.2.2 RFID—RC522 (10)3.2.3 光耦继电器 (12)3.2.4 电压转换模块 (13)3.3 硬件电路图 (14)第四章智能电源控制系统的软件系统设计 (14)4.1 机智云平台 (15)4.2 机智云开发流程 (15)4.3 程序移植 (18)4.3.1 使用STM32CubeMX软件辅助生成驱动文件 (18)4.3.2 用KEIL 5软件完善程序 (20)4.4 WIFI模块烧录机智云固件 (24)4.5 RFID-RC522模块的功能设计 (27)4.6 本章小结 (28)第五章系统调试 (28)5.1 模块调试 (28)5.1.1 调试WIFI模块 (28)5.1.2 调试RFID模块 (30)5.2 完整的硬件调试 (31)5.3 调试总结 (32)第六章结论 (33)第七章展望 (33)参考文献 (35)谢辞 (36)附录 (37)第一章绪论1.1 研究的背景及意义随着国内经济和科技的发展速度不断加快,社会需要各个领域的人才不断地融入市场。

《OneNET云平台下基于WiFi的智能家居监控系统的设计与实现》

《OneNET云平台下基于WiFi的智能家居监控系统的设计与实现》

《OneNET云平台下基于WiFi的智能家居监控系统的设计与实现》篇一一、引言随着物联网技术的飞速发展,智能家居系统逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。

为了实现更加智能、便捷和高效的家居环境,本文设计并实现了一个基于OneNET云平台的WiFi智能家居监控系统。

该系统以WiFi通信技术为基础,通过OneNET 云平台进行数据传输与处理,实现了对家居环境的实时监控与控制。

二、系统设计1. 硬件设计本系统硬件部分主要包括智能家居设备、WiFi模块、微控制器等。

智能家居设备包括灯光、窗帘、空调等家电设备。

WiFi模块负责与OneNET云平台进行通信,微控制器则负责控制智能家居设备的开关及状态监测。

2. 软件设计软件部分主要包括OneNET云平台、移动端APP及服务器端程序。

OneNET云平台负责数据传输与存储,移动端APP用于实时监控家居环境并控制智能家居设备,服务器端程序则负责处理用户请求及与OneNET云平台的通信。

3. 系统架构本系统采用C/S(客户端/服务器)架构,将移动端APP作为客户端,服务器端程序运行在云端。

通过WiFi模块将智能家居设备的状态数据传输至OneNET云平台,再由云平台将数据传输至服务器端程序进行处理。

用户通过移动端APP可以实时查看家居环境状态并控制智能家居设备。

三、系统实现1. 硬件实现硬件部分主要包括智能家居设备的选型与连接、WiFi模块的配置及微控制器的编程。

首先,根据实际需求选择合适的智能家居设备,并通过WiFi模块与微控制器进行连接。

然后,配置WiFi模块的参数,使其能够与OneNET云平台进行通信。

最后,编写微控制器的程序,实现对智能家居设备的控制及状态监测。

2. 软件实现软件部分主要包括OneNET云平台的搭建、移动端APP的开发及服务器端程序的编写。

首先,在OneNET云平台上创建项目并配置相关参数,以便进行数据传输与存储。

然后,开发移动端APP,实现用户界面、数据展示及设备控制等功能。

基于无线通讯技术多功能智能温控系统的设计

2019年12月基于无线通讯技术多功能智能温控系统的设计刘旭,刘威扬(吉林建筑科技学院,吉林长春130114)【摘要】通过人们近些年对于生活的层次的提高,人们更加追求其方便网络的操作便捷性的一体化,新的时代在进步,在我们生活的各个领域中都有物联网高级技术的涉及,这使得我们的生活中越来越智能化,本文设计了多功能智能温控系统,通过使用各类传感器,以及由无线WiFi网络接收模块来实现所述控制命令,目的是使用户在APP/PC端接收到天气预报信息,使其体现智能化的控制,本设计是由一个智能网络的控制与传输的一个智能温控系统,与传统的恒温控制器相比,多功能智能温控器实现了智能化、人性化的智能温控,降低了能耗,节约了电费。

在最大限度节约能源的前提下,享受舒适的生活环境。

【关键词】WiFi通信;智能温控器;多功能;智能化【中图分类号】TP273【文献标识码】A【文章编号】1006-4222(2019)12-0123-02温度与人们的日常生活联系十分紧密,从原始社会的“雷击木”保存火苗,到现如今的调节温度,在现代调节温度随处可见。

然而,随着时代的进步,人们对温度控制的精度和多功能操作的要求越来越高,温度控制技术也得到了迅速的发展[1]。

1无线通讯技术的发展随着信息时代的到来,现代技术越来越重要,已成为人们生活中不可替代的角色。

随着生活水平的提高,人们对日益多样化的需求,这使得技术的重要性得到凸显,在这样一个重要的技术背景下,通信技术的发展无疑是影响最大、关联最紧密的技术[2]。

但是伴随着远程数据采集量的增加,在有线传输成本不断增加的同时,人们也逐渐认识到无线传输的必要性。

在无线通信领域,我们在过去几年取得了很大进展,例如蓝牙, WiFi,4G/5G,因此,无线通信网络更经济、更易操作、更方便。

因此,如果我们能够了解无线通信的基本原理和这些技术的特点,我们就能更好地完成无线数据的采集。

2智能温控系统功能温度传感器是测量温度检测设备的核心部分,是采用微分先行的控制算法,通过开关阀位控制功能,使其各种类别的传感器、变送器相互配合使用,能实现物理量的测量和显示,并能配合各种执行机构进行PID调节、微型控制。

基于WiFi技术的智能家居系统设计

用 户 。 系 统 结 构设 计 如 图 1所 示 。
通 过 网络 连 接 并 将 信 息 在 网络 上 传 输 的互 联 网 , 其 核 心 流
程是通过各种传感设备将信息采集后 , 通 过 通 信 网络 将 信 息 传 输 至 网络 终 端 加 以处 理 , 并 将 信 息 反 馈 呈 现 给 终 端 用 户 。基 于 物 联 网 , 结合安全防范技术 、 自动 控 制 技 术 等 , 构 建 智 能 家 居 系统 , 实 现 家 居 生 活 的 自动 化 和 智 能 化 , 使 家 居生活更加便捷 。
下, 实现 终端 用 户 对 家居 情 况 的 可视 化 了解 和 控 制 , 提 高 了 日常 生 活 效 率 和 生 活 质 量 。 关键 词 : 智 能 家居 ; 物联 网; wi F i 技 术 D oI : 1 O . 1 1 9 0 7 / r j d k . 1 7 1 3 5 9
中图分类号 : TP 3 1 9
文献 标 识 码 : A
文章编号 : 1 6 7 2 — 7 8 0 0 ( 2 0 l 7 ) 0 0 8 — 0 0 6 7 — 0 2
感 受 到 的 信 息 采 集 起 来 。信 息 传 输 层 通 过 wi — F i 模 块 以
0 引 言
随着 物 联 网 时代 的到 来 , 人 们 对 方 便 快 捷 的生 活 要 求
( 西安 石 油大 学 计 算机 学 院 , 陕西 西安 7 1 0 0 6 5 )
摘 要 : 智 能 家居 是 物 联 网在 家居 方 向 的一 个 重要 应 用 , 该 系统 设 计 为控 制 、 采 集和分析 三大部分 , 分 别 实现 状 态 控
制、 家 电相 关 参数 数 据 采 集 以及 云 端 数 据 分 析 处 理 功 能 。基 于这 三 大功 能 设 计 了应 用层 通信 协 议 பைடு நூலகம் 在 wi — F i 技 术 支 持

基于WIFI网络智能家居系统的设计与实现

基于WIFI网络智能家居系统的设计与实现智能家居系统是指通过互联网技术与家居设备相连,通过智能化的控制设备和软件,实现对家居设备的远程控制和管理的系统。

基于WIFI网络的智能家居系统具备使用方便、操作简单、功能齐全等特点,下面将详细介绍其设计与实现。

设计:1.设备联网与通信:智能家居系统需要通过WIFI网络将用户的终端设备与家居设备连接起来。

设备通信包括用户与家居设备之间的双向通信和家居设备之间的通信。

通过将各个家居设备连接到WIFI网关,用户可以通过手机、平板等终端设备实现对家居设备的控制。

2. 用户界面设计:智能家居系统需要提供用户友好的界面,使用户能够方便地进行控制和管理。

用户界面可以使用手机APP、Web页面等形式呈现,通过这些界面用户可以实时查看家居设备的状态、控制设备的开关和运行模式,还可以定制设备的场景模式等。

3.智能化控制:智能家居系统可以通过学习用户的使用习惯和行为,实现智能化的控制。

例如,系统可以根据用户的离家时间自动关闭家中的电器设备,根据用户的回家时间自动打开设备,还可以根据天气情况控制室内温度和湿度等。

4.安全性设计:智能家居系统与用户的家庭设备相连,安全性是非常重要的。

系统需要具备安全的身份验证机制,确保只有授权用户才能访问和操作设备。

同时,系统还需要具备防止恶意攻击和数据泄露的安全机制。

实现:1.家庭设备连接:将家庭设备通过WIFI连接到智能网关,实现设备与网关之间的通信。

2.网关与云平台通信:将智能网关连接到云平台,实现云平台与网关之间的通信。

云平台可以提供用户管理、设备管理、数据存储和处理等功能,同时还可以提供安全认证和数据加密功能。

3.用户终端设备连接:用户通过手机、平板等终端设备连接到云平台,实现用户与设备之间的通信。

用户可以通过终端设备查看设备状态、进行设备控制等操作。

4.智能化控制实现:通过数据分析和机器学习算法,实现智能化的控制。

通过分析用户的使用习惯和行为,系统可以根据用户的需求实现智能化的控制。

智能家居中的智能开关设计与实现研究

智能家居中的智能开关设计与实现研究智能家居无疑是未来家庭的趋势,随着科技的发展,越来越多的家庭开始使用智能家居产品,为人们带来了更加舒适、便捷、智能化的家庭生活体验。

其中,智能开关作为智能家居中不可或缺的一部分,其在整个智能家居系统中的重要性不言而喻。

本文将从智能开关的设计与实现两个方面进行系统的研究和介绍。

一、智能开关的设计智能开关的设计需要考虑以下几个方面的问题:功能设计、硬件设计、软件设计、电路设计、外观设计等。

下面将分别进行详细介绍。

1.功能设计智能开关的主要功能是实现家庭电器的智能控制,能够根据用户的需要对电器进行开关控制。

此外,还应该具备如下功能:定时开关、远程控制、语音控制、场景联动等。

定时开关可以根据用户的预设时间自动开关电器,用户不需要手动操作;远程控制可以让用户不受地点限制,随时随地进行电器的控制;语音控制是目前最为普及的控制方式之一,用户可以通过语音控制智能开关对电器进行控制;场景联动可以实现多个智能设备的联动,例如,当用户离家时,可以通过智能开关打开门锁、关闭电器等进行联动。

2.硬件设计智能开关的硬件设计主要涉及到选用的开发板、开关电源、电器控制模块、Wi-Fi模块等方面。

其中,开发板的选择非常关键,一般情况下,我们可以选用Arduino或者WiFi模块作为智能开关的控制核心。

开关电源可以通过电池或者电源模块进行供电,电器控制模块需要能够完成电器的开关控制。

Wi-Fi模块是连接智能开关和用户移动设备的关键,用户可以通过Wi-Fi模块实现与智能开关的通信。

3.软件设计在智能开关的软件设计中,需要完成两个方面的工作:一是开发智能开关控制程序,二是开发移动端APP。

控制程序需要完成智能开关的各项功能,例如,开关控制、定时控制、远程控制、语音控制、场景联动等。

移动端APP是用户与智能开关的主要交互方式,需要能够与智能开关建立通信链接,用户可以通过移动端APP对智能开关进行连接、设置、控制等功能。

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基于WiFi模块的智能开关控制系统设计
作者:周克辉
来源:《现代商贸工业》2016年第33期
摘要:随着无线网络技术的快速发展和日趋成熟,智能手机的普及率越来越高,WiFi技术也得到了非速的发展,已经完全融入了我们的生活,而且随着科学技术的快速发展,人民追求越来越高的生活质量,目前的室内灯开关的设计和装修大多采用固定式按键和触摸平板的方式,传统的室内灯控制方式已不再满足现代人们对生活水平的需求。

基于WIFI模块设计的智能无线开关系统,智能手机通过安装APP文件作为上位机控制软件,通过智能移动终端控制家里面灯具及电器的开与关。

关键词:WIFI模块;单片机;ANDRIOD;AP节点
中图分类号:TB
文献标识码:A
doi:10.19311/ki.1672-3198.2016.33.197
1 系统总体设计方案
基于WIFI模块的智能开关系统主要三部分组成:
一是智能移动终端。

采用eclipse编写移动终端上的上位机程序,程序语言采用JAVA编写,通过APP控制软件实现用户对系统的界面功能。

二是负责广播信息AP节点。

通过AP建立起WIFI网络,手机客户端和灯控节点模块采用UDP协议广播机制实现数据的交换功能,本设计AP节点只负责建立系统网络,并不参与系统的数据转发。

三是无线开关控制模块。

该部分主要是由串口WFI模块、单片机、驱动电路组成。

单片机作为终端控制设备,主要实现的功能是与串口WFI模块实现数据的交换及系统终端有用数据的存储。

2 无线开关控制模块硬件设计
2.1 无线开关控制模块总体设计框架
无线开关控制模块总体设计框架如图2,其中,WIFI模块与单片机进行串口通信,实现无线数据的转发。

2.2 控制器的选择
考虑到本系统成本及模块体积大小的问题选用了STC12C2052AD,本设计系统的数据传输方式采用串口通信,而此芯片带有UART可以直接利用它和WIFI模块进行通信从而实现无线数据的转发,软件程序中通过串口的中断检测一帧的数据是否完成的传送。

该单片机的串行口有四种工作方式,通过对SM0和SM1进行设置工作方式,方式0为8位的同步移位寄存器,工作方式1为10位UART发送方式,工作方式1和2为11位,方式3为11位,其中工作方式1和方式3通信的波特率可变。

本问设计的系统采用的是工作方式1,采用中断方式与WIFI模块进行通信,比查询方式更能节省CPU、相应速度也更快。

2.3 WIFI模块的选择
本文设计采用的WiFI模块是WIFI-M03,单片机与WIFI-M03模块通过串口方式进行通信,其数据在其内部转换为WIFI信号后再与AP节点通信,硬件与软件通信设计难度大大降低,WIFI-M03模块是标准的无线网络嵌入式模块,内置TCP/IP协议栈以及无线网络协议IEEE802.11协议栈,能够实现串口数据与无线网络之间的转换。

通过WIFI-M03模块,串口设备能轻松接入到无线网络中去。

2.4 驱动电路的选择
方案一:选用电磁继电器。

电磁继电器是一种是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电
压的一种“自动开关”,优点是具有电气隔离、起自动调节、安全保护、转换电路等作用。

缺点是需要吸合电流,功耗稍大,有触点,反应速度不是很迅速。

方案二:选用三极管。

三极管可以作为无触点开关,具有电流放大的作用,用于功放中。

而在很多地方常当直流开关使用,反应灵敏可以达到100KHz。

方案三:选用双向可控硅。

双向可控硅也是一种常用的功率开关,驱动能力比较大,常作为交流无触点开关使用。

光控可控硅也属于可控硅,它把控制端与被控制端隔离开,提高安全性,其输出可以用来安全的触发双向可控硅。

经斟酌,三者均是利用小电压信号控制大电压,继电器反应速度较慢,有触点,吸合有声音,经测试吸合电流需要100mA。

三极管适合于做直流开关使用。

经选择,我们选用可控硅。

3 上位机程序的编写
安卓平台的组织架构主要由3部分组成,由上而下依次是应用程序层、系统中间层、linux 内核层。

本设计上位机程序通过eclipse开发,采用JAVA语言编写程序,在Eclipse及其扩展插件的帮助下,建立Android开发环境非常方便。

可以通过移动终端连接电脑,进入调试模式。

在PC端的Android程序有任何的修改,一经编译以后,调试模式下的Android移动终端能立刻自行更新程序内容,开发者能直观的看到修改的结果是否达到预期效果。

软件主要包含两大部分,登录模块和通信模块,登录模块主要是获取用户的登录信息,并对用户的信息进行核实。

4 结果测试
实验环境为移动终端采用的为华为荣耀6,CPU为海思,四核,系统为Android 4.4。

通过360手机助手将该上位机软件安装到该手机上。

为了方便调试,选用一个白炽灯,通过手机上位机程序发送控制指令,能够方便实现对白炽灯的控制,验证了设计的预想。

5 结束语
本文设计的基于单片机的手机WiFi模块的智能室内灯开关系统,采用当前较新的控制方式—移动客户端控制+无线WiFi,这种方式不仅充分利用WiFi的传输速度快、覆盖面大、抗干扰能力强等优点,而且Android平台开发成本低、使用方便,适应时代发展,具有很好的市场开发前景。

参考文献
[1]刘建华.基于Android的智能家居系统的设计[J].西安邮电大学学报,2013,18(4):71-74.
[2]臧大进,刘增良.基于物联网的智能家居系统设计与实现[J].襄樊学院学报,2010,31(11):38-39.
[3]陈桥云,贾金玲.基于智能手机与PC机的智能家居系统设计[J].电子设计工程,2009,17(9):25-27.
[4]张逢雪,王香婷,王通生等.基于STM32单片机的无线智能家居控制系统[J].造化技术与应用,2011,(30).。

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