基于机智云物联网平台的智能WiFi插座

发布于 2022-11-22 11:26
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一、概述
本设计是基于机智云物联网平台的智能WiFi插座。该插座的主控芯片采用的是意法半导体的STM32f103c8t6来控制。软件部分运用elispe开发工具开发,综合WiFi无线通信、Android、嵌入式、多线程等先进技术,设计了基于机智云物联网平台的智能WiFi插座。实现了远程控制、使用手机APP遥控插座开关,定时开关,预约开关,插座温度检测,如有过载立即断电,防盗报警等等功能。

基于机智云物联网平台的智能WiFi插座-开源基础软件社区

二、技术分析与设计
1.1 可行性分析
以完成智能家居电源智能定时、预约定时、预约开关、预约报警功能为假设工作背景,主要以智能插座的操作简便,制作成本低廉,与市场接轨程度高为设计基调。

在保证合理满足智能家居功能的需求下,尽可能做到清洁、环保、易推广。在此理念下,笔者设计的智能插座具有以下特性:
(1)安全性。由于智能插座作为电源,笔者在设计的时候在变压器布线方面都做了防短路,在插座内部加了保险丝;
(2)模块的选择。目前市场上出现了很多的廉价的模块,但稳定性都不够好,笔者经过调试选择了固件程序比较稳定的模块;
(3)清洁型。本插座的所用的外壳材料都是可降解的材料;
(4)人性化的外观设计。本设计的PCB板再画的时候是以在不影响电路功能的情况下奔着美观、大方的设计理念设计的。
(5)安装流程简单,即插即用。该插座支持Android系统,软件很小,容易安装。插座与软件之间连接简单。
(6)功能丰富。该插座可以实现智能家居电源智能定时、预约定时、预约开关、插座温度检测,如有过载立即断电,防盗报警功能。

云端配置:
1.进入机智云新版本开发者中心,点击左上角创建,创建一个新的移动网络产品。

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1.2系统设计
1.2.1系统设计
本设计以意法半导体的stm32f103c8t6为主控芯片,采用esp8266无线WIFI模块通过串口完成数据的传输,以机智云物联网平台的开源Android源码为软件设计的基础,综合嵌入式、无线通信、多线程等技术设计的。

1.2.2无线连接方案
采用ESP8266无线网络连接。ESP8266是乐鑫公司生产的低功耗WIFI芯片。内置32位CPU,能够独立运行,可以广泛应用于智能家居、工业无线控制、无线传感器等领域。

总体控制流程是:手机端APP到WIFI模块到STM32主控芯片到继电器到智能插座。ESP8266模块具有低功耗、低成本、软硬件设计简化等特点。智能手机通过下载APP后通过WIFI将数据发送到ESP8266无线模块上。

2.2硬件设计
2.2.1中央处理器
采用STM32F103C8T6为主控芯片。STM32F103C8T6是一款基于ARMCortex-M内核STM32系列的32位的微控制器,程序存储器容量是64KB,需要电压2V~3.6V,速度为72MHz,**设备为DMA,电机控制PWM,PWM,温度传感器输入/输出数为37,程序存储器类型为FLASH,RAM容量为20Kx8,电压-电源(Vcc/Vdd)为2V~3.6V,数据转换器为A/D10x12b,振荡器型为内部,工作温度为-40°C~85°C。

2.3.1 WiFi模块

所用的WIFI模块是有乐鑫公司生产的ESP8266模块。当手机端发送指令到局域网服务器中时,通过ESP8266模块进行接收,收到指令后,再由中央处理器对信息进行解码处理,然后执行相应的指令动作,动作执行完成之后,ESP8266将动作执行成功命令反馈到手机上。

2.3 软件设计
2.3.1Android布局设计
使用elipse开发工具开发,笔者在开发是用到了很多的页面布局,这样可以使APP的显示界面更加具有观赏性。
(1)创建一个Android应用程序项目,取名为qm。
(2)第一个界面对Activity的名称保持默认,与其对应的XML布局文件res\layout
activity_main.xml。
(3)新建一个Activity名称为SecondActivity.java其对应的XMl布局文件res\layout\Android2.xml。
(4)新建一个Activity名称为ThirdActivity.java,的XML布局文件为res\layout\Android3.xml。
2.3.2Android功能设计
(1)Dialog控件:当用户点击关于提示版权信息。
(2)简单的介绍wifi小程序的版权信息按钮时弹出对话框提示用户是否退出程序。
(3)OptionMenu控件:次小程序添加了“关于”菜单用于添加程序的一些基本信息。
(4)ProgressBar控件:当第二个页面跳转到第三个页面时通过Pro-gressBar控件显示跳转的进度,起到反馈的作用,提高用户的体验感。
(5)Notification控件:当用户登录成功时给与一个提示,进入电量检测界面后将剩余电量通过提示的方式反馈给用户。
(6)WIFI界面注册:uses-permissionandroid:name=”android.permission.WIFI”/
uses-permissionandroid:name=”android.permission.WIFI_ADMIN”/

三、系统调试

(1)插座上电,WiFi模块如果连接到网络,WiFi信号灯显示绿色,此时MCU会发送查询网络时间指令,更新MCU内部的RTC时钟。在WiFi信号变化时,都会同步网络时间,在没有网络的情况下也能正常执行之前设置好的定时预约时间.APP登入成功也会在插座上显示出来。
(2)最初电路设计的时后,电源设计中没有采用两个电容并联的方法,导致后面电源不稳定,信号传输不稳定等问题,不过经过后期的不断调试所有的问题都解决了。
(3)设计了一种基于机智云物联网平台的智能WiFi插座,以STM32为主控芯片,ESP8266为无线通信传输模块,综合Android、嵌入式、多线程等先进技术,实现了远程、本地使用手机APP遥控插座开关,定时开关,预约开关,插座温度检测,如有过载立即断电,防盗报警功能,有广泛的应用前景。

已于2022-11-22 11:54:49修改
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