基于互聯(lián)網的可控插排的設計

1、    基于互聯(lián)網的可控插排的設計    李慶慶+李碧怡+馬海琴（西北民族大學電氣工程學院 甘肅蘭州 730124）摘要：互聯(lián)網的迅速發(fā)展，實現(xiàn)了信息的高速傳輸和資源共享，極大地方便了人們的生活。嵌入式系統(tǒng)廣泛應用于各種電器產品、智能儀表和控制設備中，它與互聯(lián)網的結合是一種必然的趨勢。物聯(lián)網是一個基于互聯(lián)網、傳統(tǒng)電信網等訊息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網絡。物聯(lián)網通過互聯(lián)網，將物體與物體之間建立通信連接。智能家居建立在物聯(lián)網基礎之上，將家用電器和智能網關、個人電腦、手機等電子設備連接，以實現(xiàn)統(tǒng)一的和自動化的管理，為居民的生活提

2、供便利。關鍵詞：互聯(lián)網；可控插排；設計1 設計背景互聯(lián)網的迅速發(fā)展，實現(xiàn)了信息的高速傳輸和資源共享，極大地方便了人們的生活。當今物聯(lián)網技術發(fā)展迅速，無線終端已經融入到了我們的生活中，無論是智能手機還是筆記本，wifi功能都是必備的。目前wifi技術主要還是應用在手機終端上，但隨著網絡技術的發(fā)展，wifi技術已經運用到廣泛的領域中，在大城市中已經實現(xiàn)無線網覆蓋。為各種wifi技術的應用提供了堅實的基礎，本文正是開發(fā)并實現(xiàn)基于一種嵌入式開發(fā)平臺stm32的wifi模塊，將嵌入式設備運用到家庭生活中。目前，互聯(lián)網環(huán)境的出現(xiàn)被看做為信息通信技術發(fā)展的重要轉折點，互聯(lián)網環(huán)境在人們未來的生活中將發(fā)揮很大作

3、用，將互聯(lián)網與節(jié)能結合在一起，形成一個新的結合點。智能插排，是在互聯(lián)網概念下與智能家居的概念一起發(fā)展的產品，設計了一個可通過互聯(lián)網進行遠程訪問和控制的電源插排。智能家居是互聯(lián)網的主要平臺之一，主要以家庭住宅為主，使用先進的技術對電子設備進行控制及管理，從而達到更高效率，更加節(jié)能，更加便利以及環(huán)保等。智能插排在內部設置wi-fi模塊，在智能手機的客戶端進行功能操作的一種插排，可以通過手機對插排進行遙控，對插排進行定時開關的設置。智能插排主要針對家居智能化功能，經常與其他家電配合使用，以便實現(xiàn)其功能。智能家排還有其他的一些輔助功能，例如wi-fi 功能，溫度的感應等。智能插排是節(jié)約型插排，節(jié)約的理

4、念在很早以前就已經出現(xiàn)，直到目前為止節(jié)約插排才得到廣泛應用。2 相關系統(tǒng)方案2.1stm32開發(fā)平臺stm32是意法半導體基于arm cortex-m處理器架構的一系列微處理器的總稱。stm32系列是基于轉為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的arm。它被應用于各個領域，如醫(yī)療和應用控制、報警系統(tǒng)等。考慮到stm32的各種優(yōu)點，本文選用stm32f103zet6作為stm32模塊的核心，stm32f103zx屬于stm32的增強型系列，工作頻率為72mhz，內置高速存儲器、（高達512k字節(jié)的閃和64k字節(jié)的sram），豐富的增強i/o端口和聯(lián)接到兩條apb總線的外設。stm32f

5、103xx大容量增強型系列工作于-40°c至+105°c的溫度范圍，供電電壓2.0v至3.6v，一系列的省電模式保證低功耗應用的要求。2.2 wi-fi開發(fā)模塊usr-wifi232-t模組是一款一體化的802.11b/g/n wi-fi的低功耗嵌入式wi-fi-模組，提供了一種將用戶的物理設備連接到wi-fi無線網絡上，并提供uart數(shù)據傳輸接口的解決方案。通過該模組，傳統(tǒng)的低端串口設備或mcu控制的設備可以很方便的接入wi-fi無線網絡，從而實現(xiàn)物聯(lián)網控制與管理。該模組硬件上集成了mac，基頻芯片，射頻收發(fā)單元，以及功率放大器，嵌入式的固件則支持wifi協(xié)議及配置，以及

6、組網的tcp/ip協(xié)議棧。具有超高的性價比，適用于電池供電，支持sta/ap/sta+ap共存模式，支持smart link只能聯(lián)網功能。這塊芯片具有較小的尺寸，在使用上節(jié)省了很大的空間。本文中主要采用下圖模塊如圖1：3 功能與指標模塊的工作流程包括發(fā)送流程和接收流程，對于發(fā)送流程而言，當wi-fi模塊初始化后就會去連接網絡，當連接成功后，就會將stm32獲取的各個數(shù)據通過串口傳輸?shù)絯i-fi模塊，然后wi-fi模塊將數(shù)據打包并發(fā)送至客戶端，通信結束。對于接收流程而言與接收流程類似，只是對于數(shù)據的處理，與發(fā)送過程正好相反。接受和發(fā)送數(shù)據的流程圖如圖2、圖3。4 實現(xiàn)原理本設計的控制器由stm3

7、2（stm32f103zet6）為主控，對wifi模塊、溫濕度傳感器、繼電器等進行控制。具體過程為：宜居插控是利用android app實現(xiàn)多功能智能插板，該智能插板實現(xiàn)以下幾個功能：通過溫度傳感器dht11獲取溫度，通過串口傳輸?shù)絯ifi模塊后傳送至客戶端，通過手機客戶端能控制繼電器的打開和關閉。5 wifi模塊架構與硬件控制電路5.1wi-fi模塊架構和電路設計wi-fi模塊主要包括三個部分，分別為數(shù)據源，stm32開發(fā)平臺和wi-fi模塊。在本項目中要實現(xiàn)功能需要進行完成以下目標：實現(xiàn)對wi-fi模塊設置與控制，完成與網絡連接及數(shù)據收發(fā)。實現(xiàn)終端與服務器的登錄、主被叫通信簡歷等信令命令。

8、實現(xiàn)客戶端和開發(fā)平臺的可靠數(shù)據傳輸。各部分間聯(lián)系架構如圖4所示：5.2 穩(wěn)壓部分電路設計本系統(tǒng)所設計穩(wěn)壓電路輸入為12v，輸出為3.3v。以滿足系統(tǒng)中對繼電器、wifi模塊和stm32的供電。穩(wěn)壓電路圖和wi-fi電路圖分別見圖5和圖6。結束語本文主要是基于stm32平臺上開發(fā)的一種wi-fi模塊數(shù)據的收發(fā)，實現(xiàn)了數(shù)據在手機終端上的顯示和終端對wi-fi模塊控制的功能。在開發(fā)過程中，實現(xiàn)了wi-fi模塊的連網、注冊、發(fā)送數(shù)據，并且保證了模塊的穩(wěn)定性和數(shù)據的完整性。同時我們看到，模塊在商用上有很大的價值，在測試過程中，表現(xiàn)出了穩(wěn)定、靈活、高效的特點，若將其運用到工業(yè)，農業(yè)等各個領域，很可能將迎來

9、一次新的變革。本文設計采用模塊化設計，功能實用，操作簡便，易于擴展，可廣泛應用于家用或工業(yè)電器的遠程控制。隨著互聯(lián)網技術的發(fā)展以及與信息家電、工業(yè)控制技術的結合日益緊密，具備網絡功能的嵌入式系統(tǒng)應用正在成為未來電器的發(fā)展趨勢。我們相信，隨著智能家居系統(tǒng)的快速發(fā)展，互聯(lián)網技術的普及，智能插排的應用將越來越廣泛。隨著因特網技術的普及與發(fā)展，人們已經可以足不出戶的工作和學習，所以人們也希望操縱設備就像上網一樣方便簡單，希望遠程的設備無人值守也能夠完成一系列的工作，并在遠程監(jiān)控設備信息。同時，it企業(yè)面對日益激烈的企業(yè)競爭環(huán)境，希望可以在最具成本效益的情形下，控制和管理在遠程辦公室、遠程機房、主機代管中心或災難備援中心等地的信息設備，而再無需派遣工程師去遠程設備所在地進行管理和維修，從而節(jié)省了相關人事開支和其他費用，基于互聯(lián)網的智能插排設置解決了以上問題，工程人員可以遠程控制機器電源的開或者關，無需親臨現(xiàn)場，方便，迅捷。參考文獻：1 謝希仁.計算機網絡m.北京：電子工業(yè)出版社，2008.2 陳建明.自動控制