ESP8266智能家居

目录1 绪论 (2)1.1课题的背景及其意义 (2)1.2课题研究的容及要求 (2)2元器件介绍 (4)2.1单片机 (4)2.1.1单片机的引脚简介 (4)2.1.2 ATC89C52单片机最小系统 (6)2.1.3单片机的中断系统 (6)2.2 ESP8266EX芯片 (7)2.3 继电器 (7)2.4 AMS1117稳压芯片 (8)3硬件电路设计 (9)3.1系统总体设计 (9)3.2单片机控制模块设计 (10)3.3WIFI模块电路设计 (11)4系统程序设计 (14)4.1 系统程序简介 (14)4.2 单片机程序流程图 (15)4.3 Andriod软件设计 (16)4.3.1Socket 通信简介 (16)4.3.2Socket的分类 (17)4.3.3 基于TCP协议的Socket (17)5系统调试 (18)5.1硬件实物图展示 (18)5.2硬件调试的问题 (18)总结 (20)致 (21)参考文献 (22)附录 (23)1 绪论1.1课题的背景及其意义随着科学技术的快速发展，人们对生活品质的要求也不断提高，开始追求更好的生活方式。

因此，为了适应物质生活的需求，网络家电控制系统应运而生。

对于出门在外或者行动不便的残疾人，可以通过信息技术对家里的电器进行简单的控制。

达到无人在家，有人看守。

将给人们的生活带来极大的便利。

利用网络家电控制系统，用户可以通过电脑或者手机控制家里的电器设备。

例如：回到家时，饭已煮好，房间温度合适，热水器中的水也已经加热，既舒服又方便。

另外，用户还能随时改变家用电器的工作状态，既节能又安全。

所以，本文通过网络来设计达到控制家用电器的目的。

智能家居是利用先进的计算机技术、嵌入式系统和网络通讯技术，将家庭中的各种设备（如照明系统、环境控制、安防系统、网络家电）通过家庭网络连接到一起的，自从美国在1984 真正的智能建筑出现以来，国外已经有将近30 年的研究历史，而国在这方面的研究相对较晚，从2003 年才逐步应用于高端市场，而且标准不统一，如海信、海尔、清华大学等大家各自为营。

由于智能家居系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化和个性化的独特魅力，使得智能家居的开发与建设成为21 世纪科技发展的必然趋势。

随着全球对能源和环境的要求越来越高，而智能家居在节能方面的效果优势非常明显，因此具有非常广阔的市场前景。

随着社会发展，生产力水平提高。

传统建筑已经无法满足现代人的生活需求。

智能化家居已经逐步进入了现代人的生活中，本文将讨论现代智能化建筑发展现状，针对人们的真实需求，设计合理方案，让人与建筑之间有效互动，感受更加舒适更加人性化的现代生活。

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即主要划分为三个模块，以STC89C52RC单片机的控制模块，WIFI作为无线接收和发射模块，手机APP作为终端。

研究的主要途径就是从这三个模块入手，手机终端作为信号的发出源，通过连接WIFI信号，利用相应的控制软件以 WIFI 网络信号为载体发送相关数据信号，WiFi模块主要的任务就是作为一个载体，将终端发送来的信号传递给单片机，以单片机为中心的控制模块就实时完成数据的处理，CPU处理之后将会输出相应的电平来实现台灯的亮灭和风扇的启动和停止等一系列智能家居的功能。

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单片机广泛的应用于工业控制领域，从当初刚起步的4位机一直到如今的高速单片机，已经发生了天翻地覆。

单片机主要的特点有，系统的结构比较简单，使用也是比较方便，实现了模块化，可靠性能高，可以工作一百万到一千万小时且不会有故障发生。

它的处理功能比较强大，同时也保证了速度。

使用的时候电压和功耗比较低，在一些便携式产品受喜爱，且控制能力特别强，具有强大的环境适应能力。

单片机根据目前的发展情况来看，大致可以分为以下几类：通用、专用型，总线、非总线型，工控、家电型。

第一类是按照单片机使用的围分类的。

通用型单片机指的是，它不是为了某种专用的途径而设计出来的，而专用型单片机则是有针对的，对于一类产品或者一个产品设计出来的。

第二类是按照单片机提不提供总线分类的。

总线型单片机一般来说设置的时候就有地址、数据、控制总线，并行的外围设备都是可以通过这样的一个串行口和它相连的。

非总线型单片机一般来说把所需要的外围设备还有外设的接口都已经集成在了一片，所以并不需要并行扩展总线，减少了封装的成本和芯片的体积。

不过很显然的，这些分类也并不是特别的严格，有些单片机则拥有上述好几项功能。

2.1.1单片机的引脚简介ATC89C52单片机有4个并行的I/O口，P0，P1，P2，P3，包含有32个I/O 引脚，每个引脚都可以单独编程控制。

如图2-1所示，即为ATC89C52的引脚图。

图2-1 AT89C52的引脚图ATC89C52单片机有4个并行的I/O口，P0，P1，P2，P3，包含有32个I/O 引脚，每个引脚都可以单独编程控制，具体引脚如下：P0口：8位双向I/O口，引脚名称为P0.0至P0.7，P1口：8位双向I/O口，引脚名称为P1.0至P1.7，P2口：8位双向I/O口，引脚名称为P2.0至P2.7，P3口：8位双向I/O口，引脚名称为P3.0至P3.7。

主电源引脚GND接地和VCC正5V电源单片机的时钟主要有两个晶振引脚负责，XTAL1和XTAL2，复位脚是RST引脚，给予两个机器周期的高电平，就可以使得单片机复位。

存储器访问控制引脚EA非/VPP（31脚）为复用引脚。

EA非，正常工作的时候，该引脚为外ROM选择端。

用户编写的程序可以存放在单片机的部程序存储器中，也可以放在单片机的外部程序存储器，到底是使用部程序存储器还是外部程序存储器由EA非/VPP引脚的电平决定。

当EA非/VPP引脚接的是正5V电压时，CPU可以访问部程序存储器，反之则只是访问外部程序存储器。

VPP功能，在Falsh ROM编程期间，连接编程电源。

外部存储器控制信号引脚ALE/PROG（30脚）、PSEN非（29脚）。

ALE功能为地址锁存功能。

在单片机访问片外扩展的存储器的时候，因为P0口传送的是地址信号还是数据信号就由ALE引脚的信号来决定的，那么区分P0口传送的是地址信号还是数据信号就是由ALE引脚的信号来决定的。

在平时不访问片外扩展的存储器时，也就是不执行MOVX、MOVC类指令的时候，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它也可用作对于外部输出的脉冲或者是用于定时目的。

PROG非，在Flash ROM编程期间，编程脉冲。

PSEN非引脚，外部ROM的读选通引脚。

用以产生访问外部ROM时的读选通信号。

当对于外部ROM取指令的时候，会自动在该脚输出一个负的脉冲，其他的情况下均为高电平。

PSEN非在每个机器周期有效两次。

不过这两个引脚只在系统扩展的时候使用。

2.1.2 ATC89C52单片机最小系统ATC89C52单片机最小硬件系统主要包含四个组成部分，分别是晶振电路、复位电路、电源电路以及EA非电路。

晶振电路也叫做时钟电路，主要给单片机提供时钟信号。

单片机的工作过程无非是取指令、译码交给寄存器，然后再指令与其发生交换。

各指令的微操作在时间上有着严格的次序，这种微操作的时间次序称为时序。

因此，单片机的时序就是CPU在执行指令的时候所需控制信号的时间顺序。

单片机的时钟信号是用来为芯片部各种微操作提供时间基准。

电源电路莫过两块，第一模块是VDD，提供电压源；第二模块为GND，接地。

EA非脚电路，不用外部ROM时，EA非脚接高电平，要用到外部ROM的时候接低电平。

接高电平的时候，先读部ROM然后再读ROM，接低电平时，读外部ROM2.1.3单片机的中断系统中断，它指的是一台计算机在执行某一段程序的时候，在此过程中，由于一些系统在或者外在的原因，需要暂停手头上正在执行的任务，去处理其他更加重要的任务，然后在处理完毕之后再回去执行刚才没有执行完的任务这样的一个过程。