基于WIFI平臺與LBP模組的智能轉(zhuǎn)換器的設計

1、 基于WIFI平臺與LBP模組的智能轉(zhuǎn)換器的設計 關丹丹袁林斌韓志運Summary：該文提出了一種基于 WIFI 技術與LBP低功耗嵌入式Wi-Fi模組實現(xiàn)的智能轉(zhuǎn)換器設計方案。該系統(tǒng)終端是一種新型的可下載的APP，采用LPB超低功耗模組，其基于智能家居設計理念，打破了以往轉(zhuǎn)換器的設計方式，將無線通信技術與嵌入式技術相結合，實現(xiàn)了智能型轉(zhuǎn)換器的設計。Key：Wifi；LBP；智能轉(zhuǎn)換器：TP393 ：A ：1009-3044（2016）05-0164-02Abstract： This paper presents a design scheme of intelligent converter

2、 based on WIFI technology and LBP low power embedded Wi-Fi module. The terminal system is a new type of downloadable app， the use of ultra low power module LPB， the based on intelligent home design ideas， breaking the previous converter is designed in such a way， with the combination of wireless com

3、munication technology and embedded technology， the realization of the intelligent converter is designed.Key words： Wifi； LBP； intelligent converter轉(zhuǎn)換器經(jīng)過多年的發(fā)展，逐漸由安全功能向智能化發(fā)展，智能轉(zhuǎn)換器作為新興的電氣產(chǎn)品，是在物聯(lián)網(wǎng)概念下和智能家居的概念伴隨發(fā)展的產(chǎn)品。用手機遠程控制家中電器是不少人的夢想，比如很多家庭中安裝的電熱水器，它是一個消耗電量的電器，在水溫下降的情況下，電加熱就會啟動，這種工作模式給用戶增加了電費負擔，如果我們能讓他按

4、照我們的要求進行工作，既可以節(jié)省這部分開支，又能回到家就洗到澡，這就需要有一款可以設置開與關的時間范圍并且可以進行周期設置的智能轉(zhuǎn)換器。本文提出了一種采用LBP低功耗嵌入式Wi-FI模組實現(xiàn)的智能轉(zhuǎn)換器，在有WIFI覆蓋的情況下，通過智能手機的客戶端來進行功能操作，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)換器通斷電流，設定定時開關等功能。1 智能物聯(lián)技術概述智能技術有人會稱它為人工智能，但是不同領域的學者會有不一樣的定義和解釋1。通常來說，智能技術是機器設備在各不相同的環(huán)境中自主或交互地執(zhí)行人類傳達任務的技術，可以模擬人類思維和意識傳遞的信息，也可以像人那樣思考，甚至能夠超越人的智能。該項技術涉及的學科非常的普遍，比如信息與

5、認知學科、計算機學、控制理論及傳感器科學等。它的發(fā)展也非常的迅猛，并且在越來越多的領域得到應用。智能化的設備在滿足了用戶最基本需求的情況下，盡量去實現(xiàn)其他各類功能，家庭內(nèi)多數(shù)的電器能夠通過不同的聯(lián)網(wǎng)方式接入網(wǎng)絡，實現(xiàn)家用設備的自動控制、遠距離控制及互通互聯(lián)，家庭網(wǎng)絡化將會實現(xiàn)內(nèi)外部信息的交流與轉(zhuǎn)換，為人們提供了安全、便捷、舒適、個性化和高效的服務。物聯(lián)網(wǎng)目前的研究重心在于應用層與感知層2。 在感知層需要研究更為先進的傳感器設備，并將其微型化，便于安裝到設備上；在應用層重點是研究互動性更強的智能模型，便于較好的控制分布式的網(wǎng)絡信息流， 作為目前最先進的信息技術， 物聯(lián)網(wǎng)應用將逐漸遍及各個領域，例

6、如智能安防、公共安全、工業(yè)監(jiān)測、政府工作、環(huán)境保護、智能家居等3. 。2 智能轉(zhuǎn)換器的設計2.1 硬件模塊設計智能轉(zhuǎn)換器的硬件主要采用了LPB超低功耗嵌入式Wi-Fi 模組，該模組的尺寸僅有23.1mm*32.8mm*（3.45+_0.3）mm，采用表面貼片封裝形式，較易貼在產(chǎn)品的硬件模塊的PCB板上，它的配備還包含有內(nèi)置的天線，以及外置用天線的連接器，可以將用戶使用的物理設備接入到Wi-Fi網(wǎng)絡中，同時提供接口傳輸數(shù)據(jù)的UART串口等，該硬件高度集成，包含有MAC，射頻收發(fā)單元、基頻芯片，以及功率放大單元；嵌入式的模塊支持無線Wi-Fi與TCP/IP組網(wǎng)的協(xié)議、801.11/b/g/n 無線

7、標準，通過 LPB低功耗模組，將串口設備或者MCU控制的設備很方便連接到Wi-Fi無線網(wǎng)絡，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的控制與管理。LPB可以實現(xiàn)AP+STA共存組網(wǎng)模式，支持P2P，支持SmartLink智能聯(lián)網(wǎng)功能。無線通信模塊采用了WIFI網(wǎng)絡技術，它的通信覆蓋半徑一般可達150m，可以在與其覆蓋范圍內(nèi)的任意節(jié)點自行組織網(wǎng)絡和進行通信4。將轉(zhuǎn)換器的插頭、插孔部分與LBP模組串接，上電后，模塊自動連接到默認的無線網(wǎng)絡和服務器，串口工作在透明傳輸模式下，模塊作為無線收發(fā)數(shù)據(jù)的串口，與之串接的轉(zhuǎn)換器插孔部位收發(fā)無線數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電源的通斷及定時功能的控制。2.2 軟件調(diào)試設計智能轉(zhuǎn)換器的軟件部分包含有串口傳輸調(diào)試

8、和網(wǎng)絡口傳輸調(diào)試，串口傳輸調(diào)試采用CommTools，網(wǎng)絡口傳輸調(diào)試采用：TCPUDPDbg， 在一臺PC中打開CommTools程序，設置COM口并打開串口連接，在另外一臺PC中打開TCPUDPDbg程序，創(chuàng)建一個新連接，如果LPB模組工作在Server模式下，應該創(chuàng)建客戶端連接，否則創(chuàng)建服務器模式連接。由于LPB模塊默認支持透明傳輸模式，所以就可以通過CommTools工具發(fā)送數(shù)據(jù)給TCPUDPDbg工具，或從TCPUDPDbg工具發(fā)送數(shù)據(jù)給CommTools工具，所有數(shù)據(jù)都會完整的傳輸?shù)搅硪贿咃@示出來。模塊在上電之后開始正常運作，進入默認的透明傳輸模式，用戶可以通過串口命令把模式切換到命

9、令行模式，在命令行模式下，通過AT+指令利用UART口對模塊進行設置、查詢，以及重啟等操作。3 信息傳遞的網(wǎng)絡結構在有Wifi覆蓋的情況下，智能轉(zhuǎn)換器可以工作在AP+STA模式下，其中STA連接無線路由器，智能終端如手機連接到LPB 的AP，實現(xiàn)雙SOCKET 通信，當系統(tǒng)工作在AP模式下，手機就可以通過無線網(wǎng)絡控制與LPB串口連接的智能轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)無線遙控功能，當系統(tǒng)工作在STA模式下，可通過網(wǎng)關連接到Internet網(wǎng)上，模塊設置成TCP Client 與Internet網(wǎng)上的遠端TCP Server 相連，這種組網(wǎng)可以采集智能轉(zhuǎn)換器上的數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到服務器上處理和存儲，服務器也可以發(fā)送

10、命令對智能轉(zhuǎn)換器進行控制，實現(xiàn)遠程連接應用。4 結束語本文提出了一種采用LPB低功耗嵌入式Wi-Fi模組實現(xiàn)的智能轉(zhuǎn)換器設計方案。該智能轉(zhuǎn)換器是一種全新型式的家用插座，它融入物聯(lián)網(wǎng)設計的理念，打破了常規(guī)轉(zhuǎn)換器設計方法，將無線通信技術與嵌入式技術結合設計而成，提升了轉(zhuǎn)換器智能化的水平，近一步推動了智能家居的飛速發(fā)展。經(jīng)過充分的實驗測試，該智能轉(zhuǎn)換器在不同的環(huán)境下運行都具有良好穩(wěn)定的性能。Reference：1 邢書.各國“物聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略部署及技術應用J.信息化建設，2010（4）.2 李世國.物聯(lián)網(wǎng)時代的智慧型物品探析J.包裝工程，2010（5）.3 顧菊芬.陳敏鋒.楊國華.基于Android的物聯(lián)網(wǎng)移動數(shù)據(jù)網(wǎng)關的設計與應用J.測控技術，2013（7）.4 錢建波.楊安康.謝娜.