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WIFI技术的开关控制电路设计

1引言

智能家居技术已经成为目前电子设计的一个热点。智能家居提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境,是在互联网的影响之下物联化体现。Android智能手机通过WiFi去控制电路的开关将会带来巨大的影响。本文主要是阐述家庭电路的开关控制系统,因为电路开关是家庭生活中不可缺少的日常电路应用。整个电路系统主要由手机终端、WiFi中转、STM32主控中心组成,通过WiFi实现信息的传输,达到控制的目的。

2系统相关工作原理

2.1开关电路控制原理

本课题通过借用STM32作为主控中心,同时采用多个继电器开关,组成开关电路。STM32通过WiFi模块来接收手机终端发过来的控制信号,根据信号去控制电路的开关,同时反馈电路的开关状态,让我们实时掌握家里电器开关状态。

2.2WiFi技术

相比于有线通信,无线通信具有安装和布线简单的优点,但是抗干扰性比有线控制差。WiFi通信技术是无线通信技术的一种,它的优点是智能手机可以通过局域网进行控制,甚至是远程控制。同时,它的节点可以任意扩充,不会破坏现有的一些装修。这些优点用于手机无线控制,是再好不过了。

3系统硬件设计

Android手机终端发送信息,通过WiFi模块,传输给控制器,控制器做出判断并且响应。该系统主要是依赖于WiFi技术,尤其是WiFi模块,它是控制器接收信息的来源,这两者结合起来,才能实现整个控制流程。主控中心STM32主要是响应控制信息,直接控制继电器开关,达到控制目的。

4系统软件设计

4.1Android控制部分

本程序通过安卓端建立与后台的连接,发送控制信息给后台,控制灯泡的开关,并接收后台发送过来的信息,进行相应的控制判断。建立Socket连接至少需要一对套接字,其中一个运行于客户端,称为ClientSocket,另一个运行于服务器端,称为ServerSocket。套接字之间的连接过程分为三个步骤:服务器监听,客户端请求,连接确认。服务器监听:服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的连接请求。客户端请求:指客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。为此,客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。

4.2STM32控制部分

开始进入main函数进行μC/OS-II初始化,建立三个任务led0_task(),led1_task(),control_task(),闪烁LED灯,判断系统是否正常运行,并根据串口中断返回的信息进行多路开关的控制机(四路)。在系统开始执行前,允许串口中断,编写串口中断处理函数USART1_IRQHandler(),将WIFI模块的串口发送的信息接受,并根据不同的字符执行不同的动作(开关某路特定开关),再将执行后的信息返回WIFI模块。软件实现流程图如图2所示。

5系统性能测试

第一部分是手机终端WiFi与STM32的WiFi模块的连接:首先开启WiFi模块,发出信号,然后手机终端连接WiFi,并创建服务,选择合适的端口。如果连接成功,会显示“已成功连接”;如果不成功,则会出现错误的提示。第二部分是开关电路的控制:当STM32接收到手机终端的信号时,根据信号内容判别电路的开关。在手机终端上按下“开”的按钮,电路开关闭合,电灯被点亮;按下“关”的按钮后,电路开关断开,电灯灭,至此,说明开关通断功能完成。

6结束语

通过本课题的研究,结合硬件和软件的设计,实现了手机终端无线控制电路的开关,这一成果对于家庭来说,将会有很大的好处。如今,智能家居的概念深入人心,如果重新搭建完整的智能家居系统,需要很大的开销。而开关电路只需要采用一个MCU,然后通过继电器接入到线路中,这样极大的降低了成本,保持了现有的装饰,简单而实用地控制家里的电器,体验科技带来的便捷。

作者:汪模迪 单位:广东工业大学信息工程学院


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