无线WiFi的智能开关设计
家庭照明智能遥控开关设计
家庭照明智能遥控开关设计
智能遥控开关设计,可以实现对家庭照明的智能控制,提高生活的舒适性和便利性。
以下是家庭照明智能遥控开关的设计方案。
1. 硬件设计
智能遥控开关的硬件设计主要包括两个部分:遥控器和开关模块。
遥控器部分采用433MHz无线模块,具有远距离控制和稳定性的特点。
开关模块采用单片机控制,支持485总线通讯和WiFi联网控制,可以实现远程控制和联网控制的功能。
同时,开关模块还具有温度检测和过载保护等功能,确保家庭照明的安全性。
2. 软件设计
智能遥控开关的软件设计主要包括两个部分:遥控器程序和开关模块程序。
遥控器程序采用C语言编程,通过433MHz无线模块实现对开关模块的远程控制。
开关模块程序采用单片机C语言编程,支持485总线通讯和WiFi联网控制等功能,可根据用户需求自定义控制方案。
3. 实现功能
智能遥控开关的实现功能主要包括以下几个方面:
(1)家庭照明的远程控制:用户可以通过遥控器或手机App实现家庭照明的开关、亮度调节、颜色变化等功能,提高生活舒适性。
(2)联网控制:用户可以通过WiFi联网控制家庭照明,实现远程控制和自动化控制。
(3)安全性保护:开关模块具有温度检测和过载保护等功能,确保家庭照明的安全性。
(4)节能环保:可以实现智能调节照明亮度和颜色,达到节能环保的效果。
综上所述,家庭照明智能遥控开关设计可以实现远程控制、联网控制、安全性保护和节能环保等功能,具有很高的实用性和市场前景。
基于ESP8266的单火线智能开关控制系统的设计
• 192•基于单火线取电技术,设计了一种智能开关,用于替代传统的机械开关,通过网络控制实现开关的操作,硬件系统用乐鑫ESP8266芯片作为主控处理器,使用芯片内置无线射频电路以WIFI 的形式进行网络通信,设计了单火线取电模块,围绕主控电路设计了可控硅控制模块、过载保护模块等;并开发了配套手机APP 软件和服务器后台控制程序,能够很好的实现实时远程控制的预期功能,具有良好的用户生态交互。
由于网络的不断发展,WIFI 技术得到了广泛的应用,而随着物联网技术的普及,智能家居设备逐渐走进了千家万户,人们更加喜欢使用网络开控制电器的使用,这使得智能开关越来越受欢迎,同时也使家庭中原有装设的传统机械开关使用频率越来越低。
伴随着技术的进步,可以预见的是传统的机械开关面板将要逐渐的被物联网的智能开关所替代,正在走向智能控制的时代。
但目前大部分电子智能开关的供电方式为零火线供电,需要在设备上接入两根线,这种按照的方式有别于只需要接一根火线的传统机械开关,需要重新对家庭照明布线,这造成了在安装的过程中费时费力的问题,因此无法大规模推广使用对于这种情况,本文提出并设计一种基于ESP8266的单火线智能开关控制系统,能够直接替代机械开关,可以通过网络控制,支持接入多种负载,用户交互性好,成本低,系统稳定程度高。
1 系统方案图1 系统总体设计2 硬件设计2.1 主控电路ESP8266芯片是一款定位于智能家居设备的芯片,由乐鑫公司研发并生产,这款芯片提供了完美的无线网络的解决方案,芯片内置32位CPU ,可以作为产品中的主控处理器,并且自身集成了其他芯片都不具备的网络通讯功能,得益于小体积以及极简外设电路的优势,在设计PCB 时可以保证布局占用的面积最小。
ESP8266 内置了固件化的协议栈,其中主要包括 Wi-Fi Direct (P2P )、802.11b/g/n 、Soft-AP 协议栈以及内置TCP/IP 协议栈,极大的简基于ESP8266的单火线智能开关控制系统的设计河南理工大学电气工程与自动化学院 李晨婉 孙艺铭 牛兴才 张 丽图2 芯片外设电路图本系统主要由以ESP8266为核心的智能开关、服务器平台、手机App 三部分组成,其中,智能开关可以通过WIFI 通信的方式连接到互联网,从而使设备与云端服务器通信,服务器作为一个数据转发的中枢,将接收到的信息中转给需要的设备,将智能开关的状态发送给手机App ,同时也将用户的控制信息下发给智能开关,而App 主要是安装在手机上,用户进行交互,实时传达用户的控制指令,智能开关中的处理器经过对信息的处理,通过可控硅元件控制电气的控制,形成了一个完整的控制通讯体系。
单火线取电智能开关设计经验(附电路原理图)
关键词摘要:超微功耗 单火线开关智能家居智能开关 遥控开关 WIFI 灯控开关 触摸开关 两线制开关前言随着智能家居的快速发展,单火线智能墙壁开关(只有单根火线进/出,不需要零线)成为了传统机械墙壁开关的升级换代(直接替代)产品,实现了灯具和电器开关的智能化控制(如声控开关,触摸开关,红外线遥控开关,人体感应开关,手机控制WIFI智能开关等)。
并且,国内外普通家庭大多为单火线布线,在升级实现智能化改造时往往要求新智能开关能直接代换旧有的机械墙壁开关,更换时无需重新布线。
所以开发新型电子智能照明开关都必须要求采用单线制(2 Wire 两线制)的单火开关。
根据工作原理可知,凡是电子智能照明开关本身都需要消耗一定的电流,在待机时,由于单火线开关待机取电是通过流过灯具的电流给智能开关的控制电路供电的,如果待机输入电流太小就会导致待机电路不能正常工作,如果待机输入电流太大就会导致灯具关闭后还会有闪烁或微亮(出现“关不死”的现象)等问题。
特别是高阻抗的电子节能灯和LED灯(例如: 高效节能灯和AC直接驱动的AC LED灯具),对待机电流更为敏感。
单线制电子开关带节能灯(LED灯)会闪烁的原因电子开关为什么接白炽灯不会闪烁,而接节能灯和LED灯就会闪烁呢?这与节能灯(或LED灯)以及电子开关的自身构造都有关系:由于电子开关是用电子电路组成的控制开关,就一定要消耗一定的电流,这一电流必定要通过串接在电源回路中的节能灯(或LED灯)。
由于电子节能灯(或LED灯)内部电路结构的特殊性,即使流过节能灯(或LED灯)的电流很小,也会使节能灯产生不同程度的闪烁现象。
以下分析其中原因:节能灯(或LED灯)内部电路一般采用了桥式整流电容滤波电路,如下图当电子开关本身消耗的微小的电流通过火线经灯具内部的桥式整流电路的滤波电容C时,这一很小的电流向灯具内部电容C充电,当灯具内部电容C上的直流电压充到一定的程度时(约50V左右,不同的灯电路会有些差别),节能灯内部的电子电路就会恢复工作而使节能灯(或LED灯)点亮,这时电容C两端的电压因为放电而随则会下降,然后再开始下一回合的充电及放电过程。
《OneNET云平台下基于WiFi的智能家居监控系统的设计与实现》
《OneNET云平台下基于WiFi的智能家居监控系统的设计与实现》篇一一、引言随着物联网技术的飞速发展,智能家居系统逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
为了实现更加智能、便捷和高效的家居环境,本文设计并实现了一个基于OneNET云平台的WiFi智能家居监控系统。
该系统以WiFi通信技术为基础,通过OneNET 云平台进行数据传输与处理,实现了对家居环境的实时监控与控制。
二、系统设计1. 硬件设计本系统硬件部分主要包括智能家居设备、WiFi模块、微控制器等。
智能家居设备包括灯光、窗帘、空调等家电设备。
WiFi模块负责与OneNET云平台进行通信,微控制器则负责控制智能家居设备的开关及状态监测。
2. 软件设计软件部分主要包括OneNET云平台、移动端APP及服务器端程序。
OneNET云平台负责数据传输与存储,移动端APP用于实时监控家居环境并控制智能家居设备,服务器端程序则负责处理用户请求及与OneNET云平台的通信。
3. 系统架构本系统采用C/S(客户端/服务器)架构,将移动端APP作为客户端,服务器端程序运行在云端。
通过WiFi模块将智能家居设备的状态数据传输至OneNET云平台,再由云平台将数据传输至服务器端程序进行处理。
用户通过移动端APP可以实时查看家居环境状态并控制智能家居设备。
三、系统实现1. 硬件实现硬件部分主要包括智能家居设备的选型与连接、WiFi模块的配置及微控制器的编程。
首先,根据实际需求选择合适的智能家居设备,并通过WiFi模块与微控制器进行连接。
然后,配置WiFi模块的参数,使其能够与OneNET云平台进行通信。
最后,编写微控制器的程序,实现对智能家居设备的控制及状态监测。
2. 软件实现软件部分主要包括OneNET云平台的搭建、移动端APP的开发及服务器端程序的编写。
首先,在OneNET云平台上创建项目并配置相关参数,以便进行数据传输与存储。
然后,开发移动端APP,实现用户界面、数据展示及设备控制等功能。
超低功耗无线触摸按键开关设计
超低功耗无线触摸按键开关设计张白;孔德超;魏彩颖;王春阳【摘要】针对当前有线开关需要提前在墙壁内铺设电力线及无线开关存在的有线供电以及使用不便的弊端,设计了一种超低功耗无线触摸按键开关.通过CR2032纽扣电池实现供电,通过超低功耗触摸按键芯片TTP223实现按键检测,通过无线编码芯片PT2262和无线解码芯片PT2272实现点对点无线通信,通过优化无线发射电路降低了开关待机功耗.经过试验研究,该触摸按键开关无线发射端无按键动作时,只有低功耗触摸按键芯片TTP223耗电,耗电电流为12.7μA;按键动作时整个无线发射系统耗电电流为257.5μA.一块CR2032纽扣电池的容量为240 mA.经过计算,无线开关的待机时间为2.16年,无线开关一直持续工作的时间为38.83天.试验结果表明,该无线开关正常使用的情况下完全满足1年以上的使用需求且无需更换电池.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2019(040)003【总页数】4页(P33-36)【关键词】低功耗;触摸按键;TTP223;编码芯片;解码芯片;点对点【作者】张白;孔德超;魏彩颖;王春阳【作者单位】北方民族大学电气信息工程学院,宁夏银川 750021;北方民族大学电气信息工程学院,宁夏银川 750021;北方民族大学电气信息工程学院,宁夏银川750021;北方民族大学电气信息工程学院,宁夏银川 750021【正文语种】中文【中图分类】TH700 引言随着科技水平的迅速提高,各种电子设备相继进入我们的生活,使我们的生活更加丰富多彩。
开关作为常用的家用器件,在人们的日常生活中扮演着举足轻重的角色。
比如我们每天用的照明灯的开关,还有汽车门锁开关、智能家居电器的开关等[1-2]。
随着技术的进步及生活水平的提升,人们对开关的性能提出了更高的要求。
特别是家用照明的机械开关,由于机械开关需要提前在墙体内布设电力线,影响了房屋装饰的美观性,增加了房屋装修的价格,而且机械开关损坏后不易更换,给人们的日常生活带来了诸多的不变。
基于micro240的wifi网络开关设计(改动后)
四.设计方案
系统流程框图
四. 设计方案
本设计的总体思想是通过wifi网络来控制 Micro2440.其原理如上图所示。正如图中所 讲,我们利用PC机发送信号通过网络传到 Micro2440 上的wifi模块,之后Micro2440 控制LED亮灭以及蜂鸣器响停。控制之后也 会反馈信号到Micro2440,反馈信号原路返 回到pc机上告知用户。
四.设计方案
蜂鸣器电路图
五.运行效果
Wifi模块和开发板相连
五.运行效果
这就是可以显示时间控制蜂鸣器以及LED灯的界面
四.设计方案
1、
四.设计方案
2、LED控制设计
本设计在config.ini文件中,存储了LED 的状态,当接收到CGI传输的对LED状态的 改变时,修改config.ini中存储的LED状态, 读取LED的状态,然后对LED进行控制
led_fd = open("/dev/leds0", O_RDWR);
在人类对生活要求不断的提高下,网络技术和 通用技术都在不停的发展,完成智能家居的远程 控制将会成为必然的走向。 例如室内温度,家电情况,防盗门开关等都算 是在智能家居系统的范畴之内。系统将对用户的 室内外安全进行全方面网络实时视频监控。 本设计就是基于Micro2440下实现无线远程控 制的设计。
二.研究目标
(1)LED、蜂鸣器的驱动程序 (2)远程控制LED亮灭 (3)远程控制蜂鸣器响停 (4)从客户端看到LED灯的状态 (5)网页设计友好 (6)完成设计
三.需要综合利用的专业知识
(1)对Micro2440的了解和使用 (2)BOAweb服务器的了解以及优势 (3)CGI程序的功能 (4)Linux 管道通信的使用
基于WIFI网络智能家居系统的设计与实现
基于WIFI网络智能家居系统的设计与实现随着科技的不断发展,智能家居系统已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
这项技术的核心是将智能设备通过WiFi网络连接起来,实现互联互通与智能控制。
本文将重点介绍基于WiFi网络的智能家居系统的设计与实现。
首先,智能家居系统的设计需要考虑到用户的需求和使用习惯。
系统可以由一个主控设备和多个智能设备组成,主控设备可以是手机、平板电脑或者智能音箱等。
用户通过主控设备可以实现对智能设备的远程控制,例如开关灯、调整温度等。
其次,智能家居系统的实现需要基于稳定的WiFi网络。
WiFi网络将各个智能设备连接起来,实现数据的传输和控制。
因此,对于系统的设计来说,需要有一个稳定可靠的WiFi网络覆盖整个家庭。
智能家居系统还需要考虑安全性的问题。
由于智能设备通过WiFi网络连接,因此系统的设计需要加强对网络安全的保护。
可以使用加密技术对数据进行加密传输,确保用户的隐私与数据安全。
此外,智能家居系统的设计需要充分考虑设备的兼容性和互操作性。
智能设备一般来说来自不同的生产商,使用不同的协议和接口。
因此,系统的设计需要考虑兼容不同设备的要求,并提供统一的接口和协议,使得各个智能设备可以互相交互与通信。
在实现方面,可以使用物联网技术来实现智能家居系统。
物联网技术可以将各个智能设备连接到云平台上,通过云平台进行数据的存储和处理。
用户可以通过主控设备登录到云平台,实现对智能设备的控制和监控。
最后,智能家居系统的实现还需要考虑用户体验的问题。
系统的设计应该简单易用,用户可以通过几个简单的步骤来完成设备的添加和配置。
此外,系统的响应速度也需要快,用户在控制设备时能够及时得到反馈。
综上所述,基于WiFi网络的智能家居系统设计与实现需要考虑用户需求、WiFi网络的稳定性、安全性、设备兼容性和互操作性、物联网技术的应用以及用户体验等因素。
通过充分考虑这些因素,可以设计出一个功能完备、安全稳定、易用便捷的智能家居系统,为用户提供更加智能、便捷的生活体验。
基于单片机的WIFI智能无线开关
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: 2014 年 5 月 1基于单片机的WIFI智能无线开关摘要:科技高速发展,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和开关的历史与发展,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 (2)1.1 WIFI的发展与现状 (2)1.2开关的发展与现状 (2)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 (3)2.2.1 控制芯片的选择 (3)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 (4)3 系统硬件电路设计 (5)3.1芯片 (6)3.1.1 STC89C52RC芯片 (6)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 (9)4 系统整体设计 (9)4.1系统详细设计及工作原理 (9)4.2上位机软件的编写 (9)4.2系统框架图与流程图 (10)4.3 系统存在问题 (11)5 结束语 (11)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,也是科学发展的方向。
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发展起来的,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。
CC1101无线通信模块的智能开关设计
CC1101无线通信模块的智能开关设计∗石震;谢连科;钟伟;孙二杰;李伟【摘要】In order to meet the function needs for smart switch in intelligent management system of public buildings,this paper designs a smart switch based on the CC1 101 wireless module,and the principle of each circuit is described.A simple practical method of wireless network is researched by utilizing the unique ID of STC MCU,and the calibration method ofRN8209G is introduced.%为满足智能开关在大型公共建筑物智能用电系统中的功能需要,设计了基于 CC1101无线通信模块的智能开关,介绍了各组成部分的电路原理,利用 STC 单片机全球唯一 ID 研究了一种简单实用的无线组网方法,并详细介绍了电量计量芯片 RN8209G 的校准方法。
【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】4页(P68-71)【关键词】智能开关;CC1 101;STC1 5W204S;RN8209G【作者】石震;谢连科;钟伟;孙二杰;李伟【作者单位】山东建筑大学信息与电气工程学院,济南 250101;国网山东节能服务有限公司;国网山东节能服务有限公司;山东建筑大学信息与电气工程学院,济南250101;山东建筑大学信息与电气工程学院,济南 250101【正文语种】中文【中图分类】TP212.6目前,据国家有关部门统计,国家机关办公建筑和大型公共建筑每平方米建筑面积年平均耗电量为85.4度(年平均85.4kWh/m2),约占全国城镇总耗电量的22%,每平方米耗电量是普通居民的10~20倍,是欧洲、日本等发达国家同类建筑的1.5~2倍。
一种为独居老人设计的无线智能开关控制系统
APP 开 发 在 JAVA 运 行 环 境 中 进 行 。 启 动 eclipse 后,创建 APP 工程并导入已经存在的 An⁃ droid 工程,APP 出现在 myapp 中,更改其名称为 ESP8266,在对 APP 进行设置后,运行加载内容。 将手机连接到电脑上,也可以通过创建一个 An⁃ droid 虚拟机,进行效果查看。调试测试结束后, 把应用制作成便于安装的 APK 安装包。由于安 卓程序的安装必须附带证书,同一个 APP 发布不
ESP8266 模块是基于 UART 接口的 WIFI 无线 网络模块,能够实现用户串口数据到无线网络之
作者简介:白云飞(1993—),男,硕士生,研究方向为机电控制与汽车电器技术及应用。 通讯作者:林 建(1971—),男,副教授,硕士生导师,研究方向为逆向设计、计算机控制。
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机电技术
2019 年 4 月
同版本会使用相同的证书,否则无法进行覆盖。 网络设置模块中,为使服务器和客户端搭载在同 一网络内,利用无线模块上电后,首先要先对服务 器进行设置。设置成 AP 模式,以 ESP8266 模块作 为热点,通过手机直接与模块通信,实现局域网无 线控制。利用 AT 指令设置模块进入 server 模式, 利 用 tcp 调 试 助 手 与 模 块 进 行 连 接 。 LED01~ 1ED03 的开闭分别控制 3 个 WIFI 开关。在手机安 装了 APP 后,老人们即可实现对家用电器的控 制。APP 客户端如图 3 所示,APP 启动界面如图 4 所示。
关键词:独居老人;WIFI;智能;无线 中图分类号:TN92;TU855 文献标识码:A 文章编号:1672-4801(2019)02-045-03 DOI:10.19508/ki.1672-4801.2019.02.013
基于无线WIFI的智能家居灯光控制系统设计
基于无线WIFI的智能家居灯光控制系统设计袁月; 曾春平; 马琨; 白玉慧; 龚艳琼【期刊名称】《《软件》》【年(卷),期】2019(040)008【总页数】6页(P203-207,215)【关键词】单片机; WIFI技术; 智能灯光控制; 无线远程遥控【作者】袁月; 曾春平; 马琨; 白玉慧; 龚艳琼【作者单位】昆明理工大学理学院云南昆明 650504【正文语种】中文【中图分类】TP202随着中国经济的快速发展,消费者对健康舒适的生活环境提出了越来越高的要求[1]。
灯光控制系统是人们生活环境中比较重要的系统之一[2],但在日常生活中,为满足各种照明需要而安装的大量灯具控制开关分布极其不均,这对灯光控制有较大影响。
目前,主流的家庭灯光控制系统是有线的,虽然系统结构比较简单,但是布线不方便且不易改动,如当设备需要增减时,接线存在安装复杂、能耗大、工期长、移动困难、难度大等缺点。
随着无线网络技术的不断发展,灯光控制技术得到了更简便的技术支持。
无线网络技术最初是一种基于计算机的通信技术,能够实现无线网络互连。
随着网络技术的不断发展,现有的无线网络技术可以适应各种无线终端,实现无线数据通信和资源共享[3]。
近年来,由于无线网络传输速度,人们逐渐认识到无线网络的明显优势和优异性能,从而以极快的速度推动了无线网络技术在许多领域的应用。
智能家居是互联网影响下物联网的体现,它通过物联网技术将家中各种设备连接起来[4-5],提供家电控制、灯光控制、电话遥控、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通空调控制、红外转发、可编程定时控制,提供全方位信息交互能力的各种功能和手段,智能家居最终目标是实现家庭的自动化管理和智能化管理[6-8]。
智能家居灯光控制系统已成为智能家居中最受欢迎的子系统之一。
特别是近年来,随着人民生活水平的提高和房地产业的发展,人们对生活环境的要求越来越高,对生活环境的需求越来越多样化,对一些智能照明系统的需求也在逐渐的增长。
wifi智能开关模块课程设计
wifi智能开关模块课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解Wi-Fi智能开关模块的基本工作原理,掌握与其相关的电子元件和电路知识。
2. 让学生掌握智能开关模块的编程方法,学会使用相关软件进行代码编写和调试。
3. 让学生了解智能开关在智能家居中的应用,认识物联网技术在家居领域的广泛应用。
技能目标:1. 培养学生动手搭建和调试Wi-Fi智能开关模块的能力,提高实践操作技能。
2. 培养学生运用编程语言对智能开关模块进行控制的能力,提高编程技能。
3. 培养学生团队协作和问题解决能力,能在实际项目中运用所学知识解决问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术和编程的兴趣,激发学习热情,增强自信心。
2. 培养学生关注科技创新,认识到科技对生活的影响,培养创新意识。
3. 培养学生环保意识,认识到智能开关在节能降耗方面的重要意义。
课程性质:本课程为实践性较强的信息技术课程,结合电子技术和编程知识,旨在培养学生的动手能力和创新精神。
学生特点:学生具备一定的电子元件和电路知识,对编程有一定了解,但实践操作经验不足。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调动手实践,引导学生主动探索,培养学生解决问题和团队协作能力。
通过本课程的学习,使学生能够独立完成Wi-Fi智能开关模块的搭建、编程和调试,并在实际项目中运用所学知识。
二、教学内容1. 介绍Wi-Fi智能开关模块的基本原理,包括无线通信技术、物联网基础、智能开关模块的构成及功能。
相关教材章节:第一章 智能家居概述,第三节 物联网技术基础。
2. 讲解智能开关模块的硬件组成,分析主要电子元件的作用,如微控制器、Wi-Fi模块、继电器等。
相关教材章节:第二章 电子元件与电路,第一节 常用电子元件。
3. 指导学生进行智能开关模块的硬件搭建,学习电路连接和调试方法。
相关教材章节:第二章 电子元件与电路,第二节 电路连接与调试。
4. 引导学生掌握智能开关模块的编程方法,学习相关编程语言和开发平台。
基于 MQTT 协议的智能开关系统的设计
智能智造与信息技基于MQTT协议的智能开关系统的设计王亚东(黑龙江工程学院计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150050)摘要:随着物联网的普及,每个人的家里或多或少都有智能家电,而且近年来市场规模和需求量在不断扩大。
在这样的大趋势下,设计一套智能开关系统,意在帮助人们管理家中电器。
智能开关系统由3个部分组成:硬件设备端、软件控制端、云服务器端。
本设计可以检测当前环境数值(温度、湿度、光照强度),通过检测到的数值来控制相应的控制器进行开关操作,并且可以在OLED屏幕上看到环境信息。
本设计具有快捷、方便等优点,能更加有效地控制开关。
利用ESP8266WiFi模块、消息队列遥测传输协议(即MQTT协议),结合目前流行的云服务器、Micropython编程语言、Tkinter桌面程序编程,通过系统测试完成了此智能开关系统的设计,实现了通过电脑端来远程控制开关。
关键词:智能开关系统MQTT协议控制器云服务器远程控制中图分类号:TP391.44文献标识码:A文章编号:1674-098X(2022)02(a)-0053-03 Design of Intelligent Switching System Based on MQTT ProtocolWANG Yadong(College of Computer Science and Technology,Heilongjiang Institute of Technology,Harbin,HeilongjiangProvince,150050China)Abstract:With the popularity of the Internet of Things,everyone has smart appliances at home more or less,and the market scale and demand are expanding in recent years.Under such a general trend,a set of intelligent switching system is designed to help people manage home appliances.The intelligent switching system consists of three parts: hardware device end,software control end and cloud server end.The design can detect the current environmental values(temperature,humidity,light intensity),control the corresponding controller switch operation by the detected values,and can see the environmental information on the OLED screen.This design has the advantages of fast, convenient,and can control the switch more ing esp8266WiFi module,Message Queuing Telemetry Transport protocol(MQTT protocol),combined with the current popular cloud server,Micropython programming language,Tkinter desktop program programming,the design of the intelligent switch system is completed through system testing,and the remote control switch is achieved through the computer.Key Words:Intelligent switching system;MQTT protocol;Controller;Cloud server;Remote control物联网是物物互联的网络,又称为泛在网,即无所不在的网络。
智能开关原理
智能开关原理智能开关是一种智能家居中常见的设备,它可以通过手机或者其他智能设备进行控制,使得家居设备的开关更加方便快捷。
那么智能开关是如何实现的呢?本文将从智能开关的原理入手,为大家详细介绍智能开关的工作原理和实现方式。
一、智能开关的工作原理智能开关的工作原理可以简单概括为:将普通的开关转化为智能设备,通过无线网络与手机等智能终端进行连接,实现远程控制。
具体来说,智能开关的工作原理包括以下几个方面:1.硬件部分:智能开关通常由微控制器、无线模块、电源模块、开关模块等组成。
其中,微控制器是智能开关的核心部分,它负责接收来自无线模块的指令,并控制开关模块的开关状态。
无线模块则可以通过WiFi、蓝牙、ZigBee等无线协议与手机等智能终端进行连接,实现远程控制。
2.软件部分:智能开关的软件部分通常由两部分组成,一部分是嵌入式软件,主要负责控制硬件的工作;另一部分是手机APP,主要负责与智能开关进行通信,实现控制。
3.通信部分:智能开关的通信部分通常采用云平台技术,通过将智能开关与云平台进行绑定,可以实现远程控制。
同时,云平台还可以提供数据存储、数据分析等服务,进一步提高智能开关的智能化程度。
二、智能开关的实现方式智能开关的实现方式主要包括以下几个方面:1. WiFi智能开关:WiFi智能开关是智能开关中常见的一种类型,它可以通过WiFi与手机等智能终端进行连接,实现远程控制。
同时,WiFi智能开关还可以通过云平台进行数据存储和数据分析,帮助用户更好地管理家居设备。
目前市面上常见的WiFi智能开关品牌包括小米、飞利浦、海尔等。
2. 蓝牙智能开关:蓝牙智能开关是一种比较低功耗的智能开关,它可以通过蓝牙与手机等智能终端进行连接,实现远程控制。
相比于WiFi智能开关,蓝牙智能开关的连接距离较短,但是功耗更低,可以更好地满足一些小型家居设备的控制需求。
3. ZigBee智能开关:ZigBee智能开关是一种基于ZigBee协议的智能开关,它可以通过ZigBee与其他智能设备进行连接,实现家居设备的智能化控制。
基于STC15F2K60S2的智能开关设计
TECHNOLOGY 技术应用摘要:目前家庭装修中使用的开关大多数为传统开关,这种开关结构简单,但受制于其工作原理无法实现远程化和智能化的管理。
该设计阐述了一种STC15F2K60S2单片机在智能家居设计中的应用方案。
搭配ESP8266无线局域网芯片和STC15系列单片机自带的模数转换功能,通过无线局域网实现远程控制用电器电源的开关以及过载保护的功能。
智能开关与上位机之间采用无线通信,可将开关布置于房间的任意位置,无需额外的通信与供电线路。
关键词:单片机;智能开关;无线局域网一、前言智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术,网络通信技术与自动控制技术相结合发展的一种新兴技术产物[1]。
而智能开关是智能家居的一种体现形式。
早期的智能开关只能通过其预设的程序执行操作,无法对设备进行远程控制且体现智能家居的智能化。
之后出现的智能家居解决方案是将设备通过双绞线与网络实现连接,由于有线连接存在着传输距离短以及布线困难的问题,其在智能家居的设计中已被逐渐淘汰。
随着无线技术的发展,其远距离,低功耗,低成本的优势逐渐体现。
故现代智能家居多采用无线连接技术。
Wi-Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网的技术,通常使用2.4GHz射频频段进行数据传输。
使用2.4GHz频段具有成本低,通用性强,发射电路结构简单等优势,故被智能家居的设计所广泛采用。
二、STC15系列单片机与ESP8266芯片概述STC15系列单片机是宏晶科技生产的一系列兼容8051内核的低成本,低功耗,高速单片微型计算机。
在STC15系列单片机中,STC15F2K60S2的应用较为广泛。
其内置60K 的大容量Flash储存器和2K的RAM。
与传统8051内核单片机不同,STC15F2K60S2自带两个全双工的UART串口,并且在片内内置了一个8通道的10bit模数转换器,可以省去外接的A/D转换芯片,空余出数据总线供单片机I/O接口使用。
除此之外其还内置了三个16位的定时器,高精度的晶体振荡器,1K的EEPROM供用户使用(通过IAP技术读写内部Flash储存器实现),内置的EEPROM可供掉电保存数据使用。
基于WIFI技术的智能家居远程控制系统设计与实现
基于WIFI技术的智能家居远程控制系统设计与实现智能家居远程控制系统是基于WIFI技术的一种智能家居控制系统,它利用WIFI网络连接各种智能家居设备,并通过智能手机或其他网络连接设备来远程控制各个设备的开关、调节亮度、温度等功能,实现用户对家居设备的远程控制。
一、系统设计1. 设备连接:智能家居设备通过WIFI模块与路由器相连,利用WIFI网络与服务器进行通信。
设备需要预先分配一个唯一的标识符,以便服务器能够正确识别和控制设备。
2. 服务器:系统的核心是一个运行Web服务器的中央控制设备,它负责接收用户发送的命令,并将命令转发给相应的智能家居设备。
服务器还负责与数据库交互,以保存用户配置和状态信息。
3. 用户界面:用户可以通过智能手机等网络连接设备来访问服务器上的用户界面,通过界面来远程控制智能家居设备。
界面可以以网页形式展示,用户可以通过浏览器访问,也可以开发相应的APP。
4. 数据库:数据库用于存储用户配置和状态信息,包括设备信息、设备状态、用户信息等。
服务器可以根据数据库中的信息判断设备状态,并及时更新用户界面和设备状态。
二、系统实现1. 设备连接:智能家居设备需要预先配置WIFI模块,将设备与WIFI网络连接。
设备在启动时与服务器建立连接,并发送设备的标识符,服务器将标识符与设备的IP地址进行绑定。
2. 服务器搭建:服务器需要运行一个Web服务器软件,如Apache、Nginx等。
服务器需要处理用户的请求,并根据请求的内容进行相应的处理。
例如,当用户发送一个"打开灯"的命令时,服务器将该命令转发给与灯对应的设备。
3. 用户界面开发:用户界面可以使用HTML、CSS和JavaScript等技术开发,实现类似网页的交互界面。
用户界面可以通过HTTP请求向服务器发送控制命令,并接收服务器返回的设备状态信息。
4. 数据库设计:数据库可以选择使用关系型数据库或非关系型数据库,例如MySQL、MongoDB等。
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Hans Journal of Wireless Communications 无线通信, 2018, 8(2), 57-63Published Online April 2018 in Hans. /journal/hjwchttps:///10.12677/hjwc.2018.82006The Intelligent Switch Designfor Wireless WiFiYuanmin Huang, Ming Yi, Xiuzhong Li, Man YangDepartment of Mechanical and Electronic Engineering, Foshan Polytechnic, Foshan GuangdongReceived: Apr. 1st, 2018; accepted: Apr. 17th, 2018; published: Apr. 24th, 2018AbstractWith the rapid development of Internet and China’s economy, intelligent products are constantly being known. Smart switches are important components of home intelligence. They have gradual-ly replaced traditional wall switches and entered our daily life. In this paper, a wireless WiFi switch control system based on MCU is designed. The system design takes STC89C52 processor as the system host controller circuit; serial port MCU communicates with wireless transmission module esp8266 WiFi module; control commands from mobile phone control the home ap-pliance’s relay through the WiFi; relay switch data are sent to the mobile phone through WiFi module, in order to achieve the object of intelligent wireless control system. Mobile phone and home appliances were connected. The ultimate goal of designing the whole set of equipment is to realize the control of household electrical appliances switch by mobile phone APP, so as to realize digitalization and intellectualization of household appliances.KeywordsSingle Chip Microcomputer, WiFi, Intelligent Mobile Phone, Wireless Switch无线WiFi的智能开关设计黄远民,易铭,李秀忠,杨曼佛山职业技术学院机电工程系,广东佛山收稿日期:2018年4月1日;录用日期:2018年4月17日;发布日期:2018年4月24日摘要随着互联网和我国经济的快速发展,智能化的产品不断被人们所熟知,智能开关是家居智能化的重要组黄远民等成部分,它已经渐渐取代传统墙壁开关,走入了我们的日常生活中。
本文设计了一种基于单片机智能无线WiFi开关控制系统。
系统设计以STC89C52处理器作为系统主机控制器电路,单片机的串行口与无线传输模块esp8266wifi模块进行相关通信,人触摸手机发出的控制指令通过WiFi来控制家庭用电器的继电器,继电器开关数据通过WiFi模块发送给手机,从而实现了智能无线控制控制系统中的手机与家用电器的物物连接。
设计整套设备的最终目的是实现使用手机APP即可对家庭各用电器开关进行控制,从而来实现家电的数字化和智能化。
关键词单片机,WiFi,智能手机,无线开关Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言随着科学技术和社会经济的迅猛发展,人类社会中自动控制,智能控制越来越普及,而单片机正是这种技术普及的基础[1]。
无线网络技术的快速发展和日趋成熟,智能手机的普及率越来越高,WiFi技术也得到了非速的发展,已经完全融入了我们的生活,而且随着科学技术的快速发展,人民追求越来越高的生活质量[2] [3]。
目前的室内灯开关的设计和装修大多采用固定式按键和触摸平板的方式,传统的室内灯控制方式已不再满足现代人们对生活水平的需求,而目前的室内灯开关的设计和装修大多采用固定式按键和触摸平板的方式,相比之下,WiFi控制不仅减少了硬件线路成本,易于维修也显得较为方便。
因此,利用WiFi传输速度快、覆盖面大、抗干扰能力强等优点,本文设计了无线WiFi的智能开关[4] [5]。
2. 系统总体设计方案基于WiFi模块的智能开关系统主要三部分组成:一是、智能移动终端。
采用Java编写手机APP (TCP)连接,通过手机APP软件实现用户对系统的界面进行控制功能。
二是、负责广播信息AP节点。
通过AP 建立无线wifi网络,手机客户端和家庭各个用电器开关节点模块采用UDP协议广播机制实现数据的交换功能。
三是、无线开关控制模块。
该部分主要是由串口WiFi模块、单片机、驱动电路组成。
单片机作为终端控制设备,主要实现的功能是与串口WiFi模块实现数据的交换及系统终端有用数据的存储。
本设计采用STC89C52单片机完成整个系统的控制流程。
手机端软件设置操作界面登陆账号,WiFi模块连入网络,实现系统设计(图1)。
3. 无线开关控制模块硬件设计3.1. 无线开关控制模块总体设计框架无线开关控制模块总体设计框架如图2所示。
硬件电路主要由单片机、继电器驱动电路、WiFi模块电路组成。
本设计采用STC89C52单片机完成整个系统的控制流程。
STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8 K字节系统可编程Flash存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核,但是做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的黄远民 等Figure 1. System overall design block diagram 图1. 系统总体设计框图Figure 2. System block diagram of hardware design 图2. 硬件设计的系统框图解决方案。
手机端软件设置操作界面登陆账号,WiFi 模块连入网络,实现系统设计。
图3为无线WiFi 智能开关电路原理图。
3.2. 控制器的选择综合考虑到本系统成本及模块体积大小的因素,本设计选用STC89C52单片机。
本设计系统的数据传输方式采用串口通信,而此芯片可以直接利用它和WiFi 模块进行通信从而实现无线数据的转发,软件程序中通过串口的中断检测一帧的数据是否完成的传送[6]。
该单片机的串STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器,具有4 K 在系统可编程Flash 存储器。
在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU 和在系统可编程Flash ,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
本文设计的系统采用的是单片机的工作方式1,采用中断方式与WiFi 模块进行通信,从而节省了查询方式cpu ,速度也更快[6]。
3.3. WiFi 模块esp8266模块是基于UART 接口的WiFi 无线网络模块,能够实现无线网络和用户串口数之间的交换[7] [8]。
通过串口WiFi 模块与手机之间通信,使用的是ASCII 码,手机把编码变为ASCII 码进行发射,UART-WIFI 会接收ASCII 码并产生中断给单片机[9] [10]。
此WiFi 模块可以通过终端像普通路由器一样设置和修改密码,也可以通过配置软件进行相应设置和修改,其具有较高的安全性。
3.4. 无线WiFi 模块esp8266的配置主要利用UDP 通信模式,支持串口配置参数的方式。
UDP 模式下模块将本地UDP 端口收到的所有数据(含其他多个远程端口的数据)报转发至串口[11]。
esp8266模块的基本配置如下:创建网络名称:xew026;密码:1xe76;IP 地址:103.212.33.134,端口是8129;子网掩码:255.255.255.0;默认网关:192.168.0.1。
黄远民等Figure 3. Schematic diagram of wireless WiFi intelligent switch circuit图3. 无线WiFi智能开关电路原理图4. 系统软件设计4.1. 系统的程序流程图本系统软件设计包含一个主程序和一个中断程序,其中主函数包括六个子函数;主程序的流程图如图4所示。
4.2. Wifi模块程序黄远民 等Figure 4. Schematic diagram of wireless WiFi intelligent switch circuit 图4. 无线WiFi 智能开关电路原理图黄远民 等Figure 5. Field test 图5. 现场测试5. 结果测试实验环境为移动终端采用的OPPO R9,联发科MT6755八核处理器。
通过应用商城或者豌豆荚将该上位机软件安装到该手机上。
为了方便调试,选用四个LED 指示灯(电饭煲开关、儿童房开关、电视机开关、热水器开关),通过手机上位机程序发送控制指令,能够方便实现对以上四个用电器开关控制,验证了设计的方案(图5)。