基于互聯(lián)網(wǎng)的可控插排的設(shè)計(jì)

1、    基于互聯(lián)網(wǎng)的可控插排的設(shè)計(jì)    李慶慶+李碧怡+馬海琴（西北民族大學(xué)電氣工程學(xué)院 甘肅蘭州 730124）摘要：互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了信息的高速傳輸和資源共享，極大地方便了人們的生活。嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各種電器產(chǎn)品、智能儀表和控制設(shè)備中，它與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是一種必然的趨勢(shì)。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等訊息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)通過互聯(lián)網(wǎng)，將物體與物體之間建立通信連接。智能家居建立在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上，將家用電器和智能網(wǎng)關(guān)、個(gè)人電腦、手機(jī)等電子設(shè)備連接，以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的和自動(dòng)化的管理，為居民的生活提

2、供便利。關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)；可控插排；設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)背景互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了信息的高速傳輸和資源共享，極大地方便了人們的生活。當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，無線終端已經(jīng)融入到了我們的生活中，無論是智能手機(jī)還是筆記本，wifi功能都是必備的。目前wifi技術(shù)主要還是應(yīng)用在手機(jī)終端上，但隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，wifi技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到廣泛的領(lǐng)域中，在大城市中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)覆蓋。為各種wifi技術(shù)的應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，本文正是開發(fā)并實(shí)現(xiàn)基于一種嵌入式開發(fā)平臺(tái)stm32的wifi模塊，將嵌入式設(shè)備運(yùn)用到家庭生活中。目前，互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的出現(xiàn)被看做為信息通信技術(shù)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境在人們未來的生活中將發(fā)揮很大作

3、用，將互聯(lián)網(wǎng)與節(jié)能結(jié)合在一起，形成一個(gè)新的結(jié)合點(diǎn)。智能插排，是在互聯(lián)網(wǎng)概念下與智能家居的概念一起發(fā)展的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)了一個(gè)可通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問和控制的電源插排。智能家居是互聯(lián)網(wǎng)的主要平臺(tái)之一，主要以家庭住宅為主，使用先進(jìn)的技術(shù)對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行控制及管理，從而達(dá)到更高效率，更加節(jié)能，更加便利以及環(huán)保等。智能插排在內(nèi)部設(shè)置wi-fi模塊，在智能手機(jī)的客戶端進(jìn)行功能操作的一種插排，可以通過手機(jī)對(duì)插排進(jìn)行遙控，對(duì)插排進(jìn)行定時(shí)開關(guān)的設(shè)置。智能插排主要針對(duì)家居智能化功能，經(jīng)常與其他家電配合使用，以便實(shí)現(xiàn)其功能。智能家排還有其他的一些輔助功能，例如wi-fi 功能，溫度的感應(yīng)等。智能插排是節(jié)約型插排，節(jié)約的理

4、念在很早以前就已經(jīng)出現(xiàn)，直到目前為止節(jié)約插排才得到廣泛應(yīng)用。2 相關(guān)系統(tǒng)方案2.1stm32開發(fā)平臺(tái)stm32是意法半導(dǎo)體基于arm cortex-m處理器架構(gòu)的一系列微處理器的總稱。stm32系列是基于轉(zhuǎn)為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的arm。它被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如醫(yī)療和應(yīng)用控制、報(bào)警系統(tǒng)等。考慮到stm32的各種優(yōu)點(diǎn)，本文選用stm32f103zet6作為stm32模塊的核心，stm32f103zx屬于stm32的增強(qiáng)型系列，工作頻率為72mhz，內(nèi)置高速存儲(chǔ)器、（高達(dá)512k字節(jié)的閃和64k字節(jié)的sram），豐富的增強(qiáng)i/o端口和聯(lián)接到兩條apb總線的外設(shè)。stm32f

5、103xx大容量增強(qiáng)型系列工作于-40°c至+105°c的溫度范圍，供電電壓2.0v至3.6v，一系列的省電模式保證低功耗應(yīng)用的要求。2.2 wi-fi開發(fā)模塊usr-wifi232-t模組是一款一體化的802.11b/g/n wi-fi的低功耗嵌入式wi-fi-模組，提供了一種將用戶的物理設(shè)備連接到wi-fi無線網(wǎng)絡(luò)上，并提供uart數(shù)據(jù)傳輸接口的解決方案。通過該模組，傳統(tǒng)的低端串口設(shè)備或mcu控制的設(shè)備可以很方便的接入wi-fi無線網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)控制與管理。該模組硬件上集成了mac，基頻芯片，射頻收發(fā)單元，以及功率放大器，嵌入式的固件則支持wifi協(xié)議及配置，以及

6、組網(wǎng)的tcp/ip協(xié)議棧。具有超高的性價(jià)比，適用于電池供電，支持sta/ap/sta+ap共存模式，支持smart link只能聯(lián)網(wǎng)功能。這塊芯片具有較小的尺寸，在使用上節(jié)省了很大的空間。本文中主要采用下圖模塊如圖1：3 功能與指標(biāo)模塊的工作流程包括發(fā)送流程和接收流程，對(duì)于發(fā)送流程而言，當(dāng)wi-fi模塊初始化后就會(huì)去連接網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)連接成功后，就會(huì)將stm32獲取的各個(gè)數(shù)據(jù)通過串口傳輸?shù)絯i-fi模塊，然后wi-fi模塊將數(shù)據(jù)打包并發(fā)送至客戶端，通信結(jié)束。對(duì)于接收流程而言與接收流程類似，只是對(duì)于數(shù)據(jù)的處理，與發(fā)送過程正好相反。接受和發(fā)送數(shù)據(jù)的流程圖如圖2、圖3。4 實(shí)現(xiàn)原理本設(shè)計(jì)的控制器由stm3

7、2（stm32f103zet6）為主控，對(duì)wifi模塊、溫濕度傳感器、繼電器等進(jìn)行控制。具體過程為：宜居插控是利用android app實(shí)現(xiàn)多功能智能插板，該智能插板實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：通過溫度傳感器dht11獲取溫度，通過串口傳輸?shù)絯ifi模塊后傳送至客戶端，通過手機(jī)客戶端能控制繼電器的打開和關(guān)閉。5 wifi模塊架構(gòu)與硬件控制電路5.1wi-fi模塊架構(gòu)和電路設(shè)計(jì)wi-fi模塊主要包括三個(gè)部分，分別為數(shù)據(jù)源，stm32開發(fā)平臺(tái)和wi-fi模塊。在本項(xiàng)目中要實(shí)現(xiàn)功能需要進(jìn)行完成以下目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)對(duì)wi-fi模塊設(shè)置與控制，完成與網(wǎng)絡(luò)連接及數(shù)據(jù)收發(fā)。實(shí)現(xiàn)終端與服務(wù)器的登錄、主被叫通信簡(jiǎn)歷等信令命令。

8、實(shí)現(xiàn)客戶端和開發(fā)平臺(tái)的可靠數(shù)據(jù)傳輸。各部分間聯(lián)系架構(gòu)如圖4所示：5.2 穩(wěn)壓部分電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電路輸入為12v，輸出為3.3v。以滿足系統(tǒng)中對(duì)繼電器、wifi模塊和stm32的供電。穩(wěn)壓電路圖和wi-fi電路圖分別見圖5和圖6。結(jié)束語本文主要是基于stm32平臺(tái)上開發(fā)的一種wi-fi模塊數(shù)據(jù)的收發(fā)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)在手機(jī)終端上的顯示和終端對(duì)wi-fi模塊控制的功能。在開發(fā)過程中，實(shí)現(xiàn)了wi-fi模塊的連網(wǎng)、注冊(cè)、發(fā)送數(shù)據(jù)，并且保證了模塊的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的完整性。同時(shí)我們看到，模塊在商用上有很大的價(jià)值，在測(cè)試過程中，表現(xiàn)出了穩(wěn)定、靈活、高效的特點(diǎn)，若將其運(yùn)用到工業(yè)，農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，很可能將迎來

9、一次新的變革。本文設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能實(shí)用，操作簡(jiǎn)便，易于擴(kuò)展，可廣泛應(yīng)用于家用或工業(yè)電器的遠(yuǎn)程控制。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)的結(jié)合日益緊密，具備網(wǎng)絡(luò)功能的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用正在成為未來電器的發(fā)展趨勢(shì)。我們相信，隨著智能家居系統(tǒng)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，智能插排的應(yīng)用將越來越廣泛。隨著因特網(wǎng)技術(shù)的普及與發(fā)展，人們已經(jīng)可以足不出戶的工作和學(xué)習(xí)，所以人們也希望操縱設(shè)備就像上網(wǎng)一樣方便簡(jiǎn)單，希望遠(yuǎn)程的設(shè)備無人值守也能夠完成一系列的工作，并在遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備信息。同時(shí)，it企業(yè)面對(duì)日益激烈的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，希望可以在最具成本效益的情形下，控制和管理在遠(yuǎn)程辦公室、遠(yuǎn)程機(jī)房、主機(jī)代管中心或?yàn)?zāi)難備援中心等地的信息設(shè)備，而再無需派遣工程師去遠(yuǎn)程設(shè)備所在地進(jìn)行管理和維修，從而節(jié)省了相關(guān)人事開支和其他費(fèi)用，基于互聯(lián)網(wǎng)的智能插排設(shè)置解決了以上問題，工程人員可以遠(yuǎn)程控制機(jī)器電源的開或者關(guān)，無需親臨現(xiàn)場(chǎng)，方便，迅捷。參考文獻(xiàn)：1 謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)m.北京：電子工業(yè)出版社，2008.2 陳建明.自動(dòng)控制