基于单片机的WIFI智能无线开关

下载后可任意编辑 本科毕业论文设计 题目 基于单片机的WIFI智能无线开关 学院 物理与电子科学学院 班级 姓名 指导老师 王强 职称 助教 完成日期 2024 年 5 月 1 下载后可任意编辑 基于单片机的WIFI智能无线开关 摘要科技高速进展，人们的需求也在日益增长，智能成为人们孜孜不倦的追求。电子计算机的出现丰富了这个世界，也简化了这个世界。当然微型处理系统也悄悄产生了，并大量应用在实际中，利用MCU控制，处理一些事务，降低了劳动时间，提高了劳动效率，也提高了精度。MCU的出现使生活与生产发生很大的改变。人们的生活与网络与智能越来越密不可分。 本文阐述了一套智能WIFI无线开关的设计，首先论述了WIFI和开关的历史与进展，然后提出了不同的方案，并进行了详细的分析，在此基础上形成了一套方案，并对此方案提出了一系列的软件及硬件的设计方法。最后对本方案存在的问题及应用前景进行了分析。 关键词WIFI；智能；无线开关 目 录 引言1 1 WIFI与开关1 1.1 WIFI的进展与现状1 1.2开关的进展与现状1 2 系统方案2 2.1系统的设计要求2 2.2方案比较与选择2 2.2.1 控制芯片的选择2 2.2.2 WIFI模块的选择3 2.3 短距离无线模块的选择3 2.4开关的选择3 3 系统硬件电路设计5 3.1芯片5 3.1.1 STC89C52RC芯片5 3.1.2 STC12C2052AD芯片6 3.2 WIFI模块7 3.3 无线模块7 3.4开关8 3.5总体设计8 4 系统整体设计8 4.1系统详细设计及工作原理8 4.2上位机软件的编写9 4.2系统框架图与流程图9 4.3 系统存在问题10 5 结束语10 下载后可任意编辑 引言 这是一个智能的时代，科技决定生活质量。方便，高效，省时是这个时代的主题，也是科学进展的方向。在千千万万的高科技术中，有一门技术虽然仅仅是在近来才进展起来的，但是其对人类生活的影响却不容小觑，这一技术就是WIFI技术。其实在WIFI技术之前，已经存在有很多种通信方式了，比如说以前很火的到目前为止仍然还在应用的蓝牙技术，但是蓝牙技术只能用于用户到用户也就是点到点的信息传输，而与其相比WIFI技术就不同了，WIFI可以作为圆点，向四面八方传播信息，当然也可以用于点到点的传播，因此WIFI技术大大提高了信息传播的广度，与蓝牙技术相比其方便性是不言而喻的。 其实在目前的现实生活中，可以说WIFI技术是无处不在的，比如说现在的大部分饭店、咖啡馆等公共场所都会免费提供WIFI上网，以此作为一种营销手段来招揽顾客，使得顾客在享受服务的同时，也可以轻松、方面的上网浏览信息。 但是能不能将目前火热的WIFI技术与生活中的开关技术相结合呢这正是本论文讨论的核心之所在。在生活中我们常常会用到开关，但是用WIFI来控制开关的开启与关闭却是很少见的，本论文将设计一个系统以期将WIFI技术用于控制灯泡。具体的说就用WIFI来决定灯泡什么时候亮以及亮到什么程度。 理论来说这一系统是可以实现的，因为在其之前已经就是通过控制它可以的控制家用电器的通断工作的一个器件。智能开关，也就是遥控，可以对电气设备实现中短距离的无线控制。人们可以通过遥控进行无线控制，摆脱了电线的束缚。 本设计是基于中短距离无线开关设计的一套系统，由一个主机和多个从机组成， 主机与从机之间进行无线通信。从机对开关进行控制。它可以通过手机实现在家里任何地方实现对家用电器的控制。因为手机几乎是每个人不离身的必须设备，不像遥控一样随便放置。手机又有WIFI的功能，不必考虑直线传播，比红外要好很多，比蓝牙的穿透能力要好。手机通过安装APP文件作为上位机控制软件，连接主机（由STC89C52RC芯片组成）控制的UART-WIFI模块，对其发送指令，进行连接。然后再发送开关控制指令，MCU接收到之后，通过中短距离无线模块 NRF24L01向各个分机 发送指令，分机接收到指令后进行核对，假如正确则执行，反之保持现状，继续等待命令。 1 WIFI与开关 1.1 WIFI的进展与现状 WIFI的出现改变了我们的生活和工作，极大的方便了人们与这个社会越来越密不可分，作为一种无线传输方式，给无线传输这个领域增添了不少色彩。 1.2开关的进展与现状 不用多说，开关更是我们不可缺少的一部分，它与我们的生活息息相关，为了适应各种用途，它的演变也是很快很多样的。 开关进展历史总结如下图 图 1-1 开管的进展历程 2 系统方案 2.1系统的设计要求 本设计要求实现通过手机发送指令或者是直接按开关，均可实现对家用电器进行简单控制。 2.2方案比较与选择 2.2.1 控制芯片的选择 STC89C52RC芯片作为一种常用MCU应用领域很广了，虽然它没有嵌入式的功能强大，也没有AVR系列反应速度快，但是凭借它简单易懂，功能齐全，性价比高的优势在生产生活中占据着一席之地。 因为此系统对芯片处理速度要求不是很大，考虑到主机程序略微大一些，故TC89C52RC，而从机考虑到体积大小的问题选用了STC12C2052AD。 2.2.2 WIFI模块的选择 方案一选用华为HG255D无线路由器，对其进行刷机，变为openwrt系统，然后 利用它接收手机发出的指令。 方案二选用串口WIFI模块 WIFI-M03 WIFI-M03是一种嵌入式串口WIFI模块产品。Wifi 是基于串口通信无线网络的模块，能够实现用户串口数据到无线网络之间的转换。通过串口Wifi模块，传统的串口设备也能接入无线网络。 经斟酌方案一刷机过程比较繁琐，跟单片机的接口驱动不太好移植，另外一个原因就是，会导致主机体积变大。方案二比较方便，可以直接利用单片机的串口通信进行指令的猎取。故选用方案二。 2.3 短距离无线模块的选择 方案一选用315M无线模块 315M无线模块作为数据发射模块在现实生活中比较常见。接下来我们以315M无线模块在现实生活中最普遍的应用车钥匙为例，来对315M无线模块进行简单的理解。大部分车钥匙内部都含有一个315M无线模块，用来实现对车辆的远程控制。当车主不在车内且车辆被物体碰撞或惊动之后会发出信号，而车钥匙内部安装的315M无线模块可以准确无误地接收到这一信号，并发出报警，通知车主车辆遇到了碰撞或惊动。由此我们可