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《基于Wifi技术的智能开关的设计-论文》-STM32

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一、《基于Wifi技术的智能开关的设计》-资源截图


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二、《基于Wifi技术的智能开关的设计》-资源简介:
论文题目:基于Wifi技术的智能开关的设计
学科专业:电子信息工程
申请人:XXXX
指导教师:XXX讲师
摘  要
随着社会的不断进步,生活质量的不断提高,智能家居在人们日常生活中所占的比重逐渐变大。Wifi技术以其优异的特性被广泛运用于智能产品的开发,这使得可以进行无线操控的智能产品实现成为可能。
本文介绍了基于Wifi技术的智能开关的设计。该设计由STM32F103C8T6最小系统板、ESP8266无线Wifi模块、AMS1117-3.3稳压模块、Android平台控制软件以及三通道继电器模块构成。STM32F103C8T6通过USART接口与ESP8266连接设置开启无线热点,Android平台控制软件通过加入无线热点向STM32F103C8T6发送操作数据,STM32F103C8T6接收到数据并解析后对继电器模块进行通断操作,从而对开关进行相应的通断操作。整个操作过程中,用户只需要将硬件系统通电,通过Android平台控制软件简单操作,达到了方便用户并且拥有安全保障的效果。
本设计体积较小,容易安装,操作方便并且具有友好的人机交流界面,在现阶段Android平台使用比较广泛的前景下可以达到一定范围的推广面,所以具有较高的使用价值。
关键词:智能开关; Wifi; STM32; Android
 
Title: Design of intelligent switch based on Wifi Technology
Speciality: Electronic and Information Engineering
Applicant: XXX X
Supervisor: XXXX
ABSTRACT
    Because the constant progress of the society and improvement of living quality, the proportion of smart home in people’s daily life increases gradually. Wifi technology is widely used for the development of intelligent products due to its excellent characteristics, which makes it possible for the production of intelligent products which could be wirelessly controlled. 
    In this paper, the design of the intelligent switch bases on Wifi technology is introduced. This design consists of STM32F103C8T6 MSP, ESP8266 wireless Wifi module, AMS1117-3.3 VRM, Android platform control software and three-channel relay module. STM32F103C8T6 is connected to ESP8266 through USART port to set and open a wireless hotspot. Android platform control software sends operational data to STM32F103C8T6 by adding into the wireless hotspot. STM32F103C8T6 carries out make-break operation to the relay module after receiving and resolving the data to carry out the corresponding make-break operation to the switch. In the whole operation process, users only need to electrify the hardware system, operate simply through Android platform control software to achieve the effects of convenient for users with security assurance.
    The design has a small volume, is easy to install and easy to operate with a friendly human-computer interaction interface. At this stage under the prospect that the Android platform is widely used, a certain range of promotion could be achieved. Therefore, it has a high use value. 
 
KEY WORDS:Intelligent switch;Wifi;STM32;Android
TYPE OF THESIS:Applied Research
目  录
1 绪论 1
1.1 课题的研究背景 1
1.2 课题的国内外发展及现状 1
1.3 课题研究的目的及意义 3
1.4 课题研究的主要内容 3
2 系统方案论证 5
2.1 系统设计方案 5
2.2 微处理控制单元的选择 5
2.3 无线Wifi模块的选择 6
2.4 继电器模块的选择 6
2.5 稳压模块的选择 6
3 总体方案与单元电路的设计 8
3.1 系统总体结构设计 8
3.2 稳压电源电路的设计 8
3.3 STM32微控制单元电路的设计 9
3.4 Wifi通信模块电路的设计 9
3.5 继电器模块电路的设计 10
4 软件设计 11
4.1 主程序流程设计 11
4.2 ESP8266驱动程序设计 11
4.3 STM32控制程序设计 13
4.4 用户Android平台控制软件的设计 15
5 系统测试及调试 19
5.1 系统的调试方案 19
5.2 系统功能测试 20
5.3 测试问题及处理 22
总结与展望 23
参考文献 24
附  录1 25
附  录2 26
致  谢 36
 
1  绪论
1.1课题的研究背景
    在国家政策的大力扶持、各个企业不断努力地推进下,中国物联网行业有了良好的发展势头,并且在各个服务行业起到了重要作用。各大厂商(如小米,海尔,格力等)纷纷进入物联网行业,研发新的产品和升级传统的产品,用以改善日常生活水平。国内的物联网产品可以用嵌入式为硬件控制基础,Android为软件控制平台,进行产品开发。
Wifi技术在物联网行业内拥有广泛的运用,例如网络媒体、掌上设备、日常休闲、
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2  系统方案论证
2.1系统设计方案
    基于Wifi技术的智能开关的设计中硬件设计可分为两大部分:STM32微控制单元和其他功能子模块。其中STM32微控制单元是整体系统的核心部分,本设计的功能子模块有:Wifi无线通信模块、继电器模块、稳压模块。其中Android控件的作用是为用户提供一个进行操控的界面,Wifi无线通信模块的作用是产生供用户连接的Wifi热点并将用户操控的信息反馈给STM32微控制单元,STM32控
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3  总体方案与单元电路的设计
3.1系统总体结构设计
    由系统方案论证结果有,STM32微控制单元选择STM32F103C8T6芯片、Wifi无线通信模块选择ESP8266芯片、稳压模块选择AMS1117-3.3芯片以及三个继电器模块模拟家用电器开关。系统的总体结构图如图3-1所示:
基于Wifi技术的智能开关的设计总体结构图

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总结与展望
    本次论文结合毕业设计的实际项目完成了一个小型的智能开关的完成。主要的成果有:提出了基于Wifi技术的智能开关的设计,以开关为设计基础,实现了一个小型的物联网成品,系统结合软件和硬件两方面的设计,实现了数据从用户到底层硬件的控制;实现了Android系统一个简易的应用软件的编写,运用Android操作系统的开发软件,编写了适用于设计的简单控件,并打包成为APK安装包,可以供多位用户使用和普及;完成了以STM32F103C8T6芯片为中心的微控制单元,ESP8266芯片为核心的Wifi模块以及自己编写的Android系统友好控制软件三方面的搭建连接,可以使用户更加亲切地体验无线控制开关的方便。
    由于整个设计的时间安排有限,无法把设计做的完美,在这里只实现了简单的三路无线开关的控制,实现了简单的无线开关设计。还有许多地方可以进行功能添加或优化的地方,主要有一下几点:在日常家用电器的操控中,种类繁多,可以继续添加更多路的控制开关设计;整个设计系统板体积可以适当减小,然后可以像日常家用的插座开关一样附于墙面上;ESP8266芯片的传输范围有限,在远距离操控时会出现影响,可以考虑采用传输范围更广的Wifi模块进行替换。

附  录2
STM32程序
(1) main.c文件程序代码:
#include "stm32f10x.h"
#include "string.h" 
extern unsigned char Con_Flag;
unsigned char AP[39] = {
 0x41, 0x54, 0x2B, 0x43, 0x57, 0x53, 0x41, 0x50, 0x3D, 0x22, 0x58, 0x54, 0x4E,0x38, 0x32, 0x36, 0x36, 0x22, 0x2C, 0x22, 0x30, 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35, 0x36, 0x37,0x38,0x39,0x22,0x2C,0x31,0x31,0x2C,0x32,0x0D,0x0A,0};
unsigned char TCP[39] = {
 0x41, 0x54, 0x2B, 0x43, 0x49, 0x50, 0x53, 0x54, 0x41, 0x52, 0x54, 0x3D, 0x22, 0x54, 0x43, 0x50, 0x22, 0x2C, 0x22, 0x31, 0x39, 0x32, 0x2E, 0x31, 0x36, 0x38, 0x2E, 0x34, 0x2E, 0x32, 0x22, 0x2C, 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x0D, 0x0A,0};
 
int main(void)
   {GPIO_Config();
uart_init(115200);
Usart1_Printf("AT+CWMODE=2\r\n");
    delay_ms(1000);
Usart1_Printf(AP);
    delay_ms(1000);
while(1)
*******************************************************************
安卓程序:
(1) 按钮布局文件程序代码:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ui version="4.0">
 <class>QTcpserve</class>
 <widget class="QMainWindow" name="QTcpserve">
  <property name="geometry">
   <rect>
    <x>0</x>
    <y>0</y>
    <width>387</width>
    <height>408</height>
   </rect>
  </property>
  <property name="windowTitle">
   <string></string>
  </property>
  <widget class="QWidget" name="centralWidget">
   <layout class="QGridLayout" name="gridLayout">
    <item row="1" column="0">
     <widget class="QPushButton" name="pushButton_2">
      <property name="minimumSize">
       <size>
        <width>0</width>
        <height>100</height>
       </size>
      </property>
      <property name="text">
       <string>开灯</string>
      </property>
     </widget>
    </item>
    <item row="2" column="0">
     <widget class="QPushButton" name="pushButton_3">
      <property name="minimumSize">
       <size>
        <width>0</width>
        <height>100</height>
       </size>
      </property>
      <property name="text">
       <string>开电视</string>


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