【基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的家居智能系統(tǒng)分析7600字（論文）】

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的家居智能系統(tǒng)研究摘要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求越來越高。智能家居作為一個(gè)熱門行業(yè)，逐漸成為市場的焦點(diǎn)。本文以智能家居為研究對(duì)象，開發(fā)了一種簡單、實(shí)用、低成本的智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用帶芯片的微機(jī)作為硬件管理平臺(tái)對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行控制，完成了無線通信技術(shù)、RGB全彩燈、溫濕度傳感器和電機(jī)相結(jié)合的智能家居網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。軟件方面，控制網(wǎng)關(guān)采用Keil作為開發(fā)環(huán)境，結(jié)合C語言和小型匯編語言完成系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)家居溫度，濕度的采集以及RGB燈和電機(jī)的控制，本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)，成本低，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；TCP/IP協(xié)議目錄TOC\o"1-3"\h\u202681引言 引言隨著移動(dòng)通信基礎(chǔ)設(shè)施和高新技術(shù)的快速發(fā)展，以及相關(guān)新技術(shù)的快速重復(fù)，智能家居正在對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。為了解放雙手，享受家居生活，智能家居是基于自動(dòng)控制的關(guān)鍵生活環(huán)境，提高人們對(duì)家庭生活的滿意度。同時(shí)，智能家居提供實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸，保障家居安全；為獲得最佳家居體驗(yàn)，可提前開啟智能家居控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)整個(gè)房間的舒適度。家居中各種電器設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，提供更加方便的控制方式，簡化家居中的維護(hù)操作，成為常態(tài)化訴求。智能家居系統(tǒng)的主要框架是搭建一個(gè)可以涵蓋家居住宅中各種電器設(shè)備和信息設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，通過設(shè)計(jì)好的方案或者個(gè)性化的配置和控制來實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行，將原有家居環(huán)境組建成一個(gè)既安全又舒適，既科技又溫馨的現(xiàn)代化環(huán)境。當(dāng)前市面上關(guān)于智能家居的產(chǎn)品，更新了傳統(tǒng)的家居產(chǎn)品，例如燈具亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，窗簾的自動(dòng)展開和收疊，視頻監(jiān)控以及部分電器上的智能化操作。在滿足基本需求的前提下，一定程度上提升了整體家居生活體驗(yàn)，但與大眾對(duì)室內(nèi)家居設(shè)備更加人性化、自動(dòng)化、智能化的日益增長的需求相比，仍有待發(fā)展。因此，本系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提供更加便捷的智能終端，加強(qiáng)了智能家居系統(tǒng)中的全領(lǐng)域適應(yīng)性和高度統(tǒng)一的智能化水平，提升智能家居的信息化程度，對(duì)于智能家居產(chǎn)品在實(shí)現(xiàn)更便捷、更智能的生活起居環(huán)境上具有非常重要的理論意義。2系統(tǒng)整體架構(gòu)與關(guān)鍵原理2.1系統(tǒng)整體架構(gòu)智能家居系統(tǒng)屬于物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)范疇，如圖2.1是物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)圖。圖2.1系統(tǒng)整體的架構(gòu)圖2.1.1感知層感知層是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，是物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵區(qū)別。傳感器類型主要分為自動(dòng)傳感器和手動(dòng)傳感器兩種。自動(dòng)感知是一種自動(dòng)感應(yīng)環(huán)境以接收信息的傳感器。另一個(gè)是人工感知，指的是靠近易于識(shí)別的標(biāo)簽的電子設(shè)備。例如，紅外條碼掃描是一個(gè)虛構(gòu)的概念，而理解層的另一個(gè)重要功能是使用智能終端進(jìn)行信息交互和數(shù)據(jù)處理。每個(gè)智能終端交換信息，將收集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)，并使用先進(jìn)的設(shè)備來執(zhí)行定位和同步功能。2.1.2網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層提供的主要服務(wù)是將接受的數(shù)據(jù)從倉庫傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)，以及提供必要的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，如蜂窩、互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。2.1.3應(yīng)用層應(yīng)用層主要為相關(guān)行業(yè)提供特殊應(yīng)用服務(wù)，分為兩部分。一是管理服務(wù)層，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、中間件、數(shù)據(jù)處理和決策服務(wù)；二是行業(yè)應(yīng)用層，主要提供不同的應(yīng)用。2.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)介紹物聯(lián)網(wǎng)作為互聯(lián)網(wǎng)的延伸，是一種利用傳感設(shè)備將物體與互聯(lián)網(wǎng)相連形成的網(wǎng)絡(luò)，它使物與物、物與人之間可以相互通信，達(dá)到萬物互聯(lián)、智能感知和事物管控的目的。圖2.2所示為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的架構(gòu)圖，為滿足應(yīng)用需要，一般把物聯(lián)網(wǎng)劃分成應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層，每層都對(duì)應(yīng)不同的功能。圖2.2物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)感知層是物聯(lián)網(wǎng)的耳目及肢干，是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源頭，用以獲取準(zhǔn)確可靠的環(huán)境信息。其中最主要的功能是利用傳感設(shè)備檢測(cè)對(duì)生產(chǎn)、工作、生活等有研究或使用價(jià)值的信息，并經(jīng)過信號(hào)處理傳遞給控制裝置。網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的神經(jīng)，提供了信息交互和共享的通道，主要用于數(shù)據(jù)傳輸。應(yīng)用層將感知層獲得的信息資源進(jìn)行匯總，并加以分析利用，為具體的行業(yè)領(lǐng)域提供服務(wù)。2.3無線技術(shù)介紹2.3.1無線網(wǎng)絡(luò)的組成無線網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)組件包括無線網(wǎng)卡和將兩個(gè)設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)橋。無線網(wǎng)卡與無線網(wǎng)絡(luò)中的調(diào)制解調(diào)器一樣，密切監(jiān)視簽名轉(zhuǎn)換。此網(wǎng)橋也稱為AP。在控制面板中，它充當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)和無線內(nèi)聯(lián)網(wǎng)。它類似于無線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。只有這樣，才能快速連接到網(wǎng)絡(luò)。2.3.2無線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與其他無線通信技術(shù)相比，具有以下八個(gè)特點(diǎn)：（1）更快的傳輸速率與1mbps的藍(lán)牙和250kbps的ZigBee相比，它的傳輸速度可達(dá)11mbps。如果采用802.11n協(xié)議，理論傳輸速率可達(dá)600mbps。（2）更加低功耗2009年，在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11的基礎(chǔ)上引入了802.11n標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)施了重大的功耗改革，將能源消耗降至最低。（3）更高的安全性互聯(lián)網(wǎng)安全一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11w標(biāo)準(zhǔn)可保護(hù)無線操作系統(tǒng)并改善有線連接。同時(shí)，阻止黑客利用MAC地址及時(shí)獲取信息，保障網(wǎng)絡(luò)安全。（4）更強(qiáng)更穩(wěn)定的信號(hào)802.11n無線芯片具有許多功能，例如STBC，它使用較低的電平和多個(gè)角度來糾正故障并提高信號(hào)可靠性。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1微控制器最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1.1核心芯片概述總體硬件設(shè)計(jì)主要包括核心控制器、擴(kuò)展模塊和外圍模塊。從性能和成本兩個(gè)方面考慮，本設(shè)計(jì)選擇了基于美國STMicroelectronics公司Cortex-M3的32位增強(qiáng)型ARM微處理器stm32f103rct6作為智能家居網(wǎng)關(guān)的核心處理器。微處理器的主頻為72mhz，48ksram空間和256K閃存，有51個(gè)通用IO端口。引腳圖如圖3.1所示。圖3.1STM32F103RCT6引腳圖3.1.2調(diào)試接口設(shè)計(jì)調(diào)試在開發(fā)過程中非常重要，軟件可能需要多次更改才能正常運(yùn)行。電路圖使用JTAG類型連接，如圖3.2所示。由于STM32有SWD接口，所以JTAG和SWD之間有顏色接口。當(dāng)連接JTAG電路時(shí)，SWD模式可用于對(duì)下載的應(yīng)用程序進(jìn)行故障排除。由于SWD調(diào)試器比JTAG模式調(diào)試器更快，因此SWD模式通常用于對(duì)接口故障進(jìn)行故障排除。圖3.2STM32最小系統(tǒng)3.1.3電源電路設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際資料，可以使用USB串口、USB和集成供電電路，以及電源、端口和串口連接器，方便廠家使用。如圖3.3所示，USB轉(zhuǎn)串口芯片使用ch34g進(jìn)行軟件注冊(cè)和串口連接。電源芯片采用AMS117-3.3供電器件（圖3.4中的封裝），可以將大型STM32電路所需的5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V。此外，3.3V和5V通道主要用于設(shè)計(jì)應(yīng)用，它們可以在開發(fā)和未來擴(kuò)展和細(xì)化過程中使用。圖3.3USB轉(zhuǎn)串口圖3.4AMS1117-3.3電源穩(wěn)壓芯片封裝3.1.4按鍵電路設(shè)計(jì)按鈕是網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)中不可缺少的一部分。它可以幫助開發(fā)者進(jìn)行程序開發(fā)，當(dāng)然也可以幫助控制智能家居。網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)有三把密匙，分別是KEY_BOOT、KEY2和KEY3，其中KEY2和KEY3作為公共密鑰。關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)示意圖如圖3.5所示。圖3.5按鍵電路3.2無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)該系統(tǒng)使用無線Wi-Fi連接來遠(yuǎn)程控制智能家居。目前市面上的Wi-Fi設(shè)備比較多，如cc3200、mt7681等。ATK-ESP8266被選為Wi-Fi模塊的一部分，具體取決于其成本和功能。3.2.1ATK-ESP8266Wi-Fi模塊特點(diǎn)Atk-esp8266是頂級(jí)的無線串口組件。esp8266車載模組通過串口與主控設(shè)備連接，內(nèi)置TCP/IP協(xié)議可在Wi-Fi和串口之間切換。該模塊兼容3.3V和5V微控制器系統(tǒng)，可輕松連接到大型控制區(qū)域。此外，它支持三種類型：STA、串口轉(zhuǎn)AP、STA+AP和開發(fā)支持。3.2.2Wi-Fi硬件電路設(shè)計(jì)主控芯片電源有多條3.3V供電線，所以主控器供電接口可以給ATK-ESP8266供電，但不能直接連接，即使中間添加穩(wěn)壓電路。靜態(tài)電壓起到穩(wěn)壓的作用，以線性電壓rt9193-33為峰值。使用時(shí)，僅VCC，GND，TXD，RXD和主控制器需要通過DuBang線5/3。3V，GND，PA3，PA2可以連接，如圖3.6所示。Wi-Fi模塊實(shí)物圖如圖3.7所示。圖3.6Wi-Fi硬件電路圖3.7Wi-Fi模塊實(shí)物圖3.3RGB全彩燈設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)使用RGB三色LED指示燈，并使用stm32三路IO端口產(chǎn)生PWM波，以控制彩色燈的顏色。硬件原理圖如圖3.8。圖3.8RGB指示燈電路3.4溫濕度傳感器設(shè)計(jì)帶數(shù)字信號(hào)輸出：DHT11溫濕度傳感器。該傳感器結(jié)合了熱量和濕度以及數(shù)字配色方案。獲得數(shù)字技術(shù)、熱和濕度技術(shù)的特殊技術(shù)，以確保物體的最大可靠性和長壽命。傳感器單元由濕度傳感器和NTC溫度傳感器組成。該產(chǎn)品質(zhì)量非常高，抗干擾，價(jià)格高。每個(gè)DHT11傳感器都被轉(zhuǎn)換成一個(gè)高度敏感的濕度盒。計(jì)算出的系數(shù)作為程序存儲(chǔ)在OTP內(nèi)存中，并在識(shí)別內(nèi)部信號(hào)傳感器時(shí)被記住。具有獨(dú)特界面的系統(tǒng)集成快速快捷。超小型，極低功耗，信號(hào)傳輸距離大于20m，產(chǎn)品為4針單線封裝。硬件原理圖如圖3.9所示，標(biāo)準(zhǔn)封裝圖模塊如圖3.10所示。圖3-9DHT11傳感器硬件電路圖3.10DHT11傳感器封裝圖3.5直流電機(jī)電路設(shè)計(jì)3.5.1驅(qū)動(dòng)芯片概述為了模擬現(xiàn)場執(zhí)行器，在板上設(shè)計(jì)了微型直流電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)由MX1508驅(qū)動(dòng)。MX1508是專為控制和控制電機(jī)而設(shè)計(jì)的ASIC四路推挽放大器的一部分。分離器電路集成到一個(gè)集成單元中，以降低額外成本并提高系統(tǒng)和機(jī)器的可靠性。該芯片捕獲雙TTL/CMOS輸入，并具有防止干擾的能力。兩個(gè)輸出口可以直接控制汽車前后移動(dòng)，每種方式都可以在這里切換。它可以在任何路線之間連續(xù)提供800mA以上的電流，最大功率可達(dá)2A，最小功率輸出。內(nèi)置箝位二極管可以控制從大多數(shù)載體到驅(qū)動(dòng)器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或電子晶體管的反向脈沖。MX1508驅(qū)動(dòng)芯片引腳圖如圖3.11，MX1508驅(qū)動(dòng)芯片引腳定義如表3.1。圖3.11MX1508驅(qū)動(dòng)芯片引腳圖表3.1MX1508驅(qū)動(dòng)芯片引腳定義引腳編號(hào)引腳名稱輸入/輸出引腳功能描述1VCC1-1通道邏輯控制電源端2INA1|1通道正轉(zhuǎn)邏輯輸入3INB1|1通道反轉(zhuǎn)邏輯輸入4VDD1-1通道功率電源端5VCC2-2通道邏輯控制電源端6INA2|2通道正轉(zhuǎn)邏輯輸入7INB2|2通道反轉(zhuǎn)邏輯輸入8VDD2-2通道功率電源端9OUTB2O2通道反轉(zhuǎn)輸出10GND-接地端11GND-接地端12OUTA2O2通道正轉(zhuǎn)輸出13OUTB1O1通道反轉(zhuǎn)輸出14GND-接地端15GND-接地端16OUTA1O1通道正轉(zhuǎn)輸出3.5.2直流電機(jī)電路設(shè)計(jì)微型直流電動(dòng)機(jī)為4針單排引腳封裝，4個(gè)引腳分別連接VCC、OUTA1、OUTB1、GND，出電源和地外分別連接驅(qū)動(dòng)芯片的正轉(zhuǎn)輸出以及反轉(zhuǎn)輸出，電路圖如圖3.12。圖3.12直流電機(jī)電路4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1軟件整體架構(gòu)智能家居系統(tǒng)不僅需要工具，還需要軟件，否則將無法正常運(yùn)行。搭建智能家居硬件平臺(tái)需要設(shè)置正確的平臺(tái)才能使智能家居系統(tǒng)正常運(yùn)行。軟件平臺(tái)分為三個(gè)部分：應(yīng)用部分、抽象部分和基礎(chǔ)部分。用戶界面廣泛用于無線連接、插頭和大型控件之間的連續(xù)連接、數(shù)據(jù)采集等等。抽象組件由適合操作系統(tǒng)的協(xié)議組成，其中基礎(chǔ)層主要是主芯片控制器。也就是說，智能家居系統(tǒng)基本都是使用TCP-IP協(xié)議來方便智能家居內(nèi)外的ZigBee連接，最終識(shí)別出相應(yīng)的家居功能。軟件設(shè)計(jì)如圖4.1所示。圖4.1系統(tǒng)整體流程圖4.2軟件開發(fā)環(huán)境發(fā)展環(huán)境對(duì)發(fā)展非常重要。目前，STM32主控芯片的開發(fā)采用了ARMSDT、ARMARDS、IAREWARM和KELLARM-MDK等常見的開發(fā)環(huán)境，如圖4-2所示。KeiluVision5是2013年10月推出的一款集成開發(fā)工具，主要針對(duì)使用uVision5ide。它主要針對(duì)arm處理器，特別是以armcortex-M為核心的處理器。KeiluVision5（界面如圖4.2所示）與KeiluVision4兼容。基于keiluVision4，加強(qiáng)了對(duì)Cortex-M單片機(jī)開發(fā)的支持。傳統(tǒng)的開發(fā)模式和接口分為MDK內(nèi)核和軟件包。其中，MDK內(nèi)核包含了由單片機(jī)開發(fā)的所有組件，包括編輯器、IDE（uVision5）、uVision調(diào)試跟蹤器、armc/C++編輯器和pack安裝程序，軟件包無需工具鏈即可完成對(duì)新芯片的支持和中間庫的升級(jí)。圖4.2keiluVision5初始界面4.2.1軟件開發(fā)工具在智能家居管理系統(tǒng)的開發(fā)中，開發(fā)工具是影響開發(fā)過程的重要組成部分。該系統(tǒng)是使用J-Link開發(fā)的，主控制器是使用J-Link模擬器構(gòu)建的（見圖4.3）。J-Link仿真器是Segger開發(fā)的JTAG仿真器。主要用于輔助ARM芯片。它可以支持在Keil、Display和其他IDE中模擬大多數(shù)Arm系列內(nèi)核。它與Keil無縫協(xié)作，易于學(xué)習(xí)和連接。它是訓(xùn)練和發(fā)展手部的非常實(shí)用的工具。此外，J-Link仿真器具有下載速度快、電壓兼容范圍廣、自動(dòng)檢測(cè)速度、即插即用連接等優(yōu)點(diǎn)。這些好處對(duì)開發(fā)人員非常有用。圖4.3J-Link仿真器實(shí)物圖4.2.2軟件開發(fā)環(huán)境本次設(shè)計(jì)使用Keiluvision5進(jìn)行軟件開發(fā)，開發(fā)界面如圖4.4所示。圖4.4Keil開發(fā)界面圖該軟件中安裝了stm32系列芯片的庫文件如圖4.5所示。圖4.5STM32庫文件4.3TCP/IP協(xié)議4.3.1TCP/IP協(xié)議簡介TCP/IP協(xié)議是TransmissionControlProtocol/InternetProtocol的縮寫，中文名networkcommunicationProtocol，它于1974年12月由美國科學(xué)家卡恩和瑟夫正式提出并發(fā)表。它是互聯(lián)網(wǎng)最基本的協(xié)議和基礎(chǔ)，主要包括TCP協(xié)議和IP協(xié)議。4.3.2TCPTCP用于應(yīng)用程序之間的通信。當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序連接到TCP中的另一個(gè)程序時(shí)，它會(huì)發(fā)送一個(gè)連接請(qǐng)求。申請(qǐng)必須發(fā)送到特定地址。如果成功，TCP將在兩個(gè)程序之間建立完全連接。4.3.3IPIP是一種無線連接方式。它不需要兩臺(tái)連接的計(jì)算機(jī)之間的通信方法。通過這種方式，IP減少了對(duì)網(wǎng)絡(luò)電纜的需求。每條線路都能夠同時(shí)滿足不同計(jì)算機(jī)的需求。使用IP，批量（或其他）被劃分為通過Internet在計(jì)算機(jī)之間發(fā)送的小數(shù)據(jù)包。IP負(fù)責(zé)將每個(gè)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到其目的地。4.3.4TCP/IP的組成TCP/IP設(shè)定了將電子設(shè)備連接到Internet和傳輸數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。該協(xié)議由四部分組成：鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。TCP/IP協(xié)議模塊如圖4.6所示，網(wǎng)絡(luò)接口層主要是網(wǎng)絡(luò)接口。這四層分別負(fù)責(zé)不同的功能，形成TCP/IP協(xié)議。圖4.6TCP/IP協(xié)議模型（1）鏈路層鏈路層是協(xié)議的子部分。它監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)性能卡、沖突檢測(cè)、PA連接、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)和其他類似工具。網(wǎng)絡(luò)層是所有協(xié)議的核心，控制著不同主機(jī)之間的通信。這項(xiàng)工作分為三個(gè)部分。1）收到請(qǐng)求后，將數(shù)據(jù)包放入IP數(shù)據(jù)報(bào)中，輸入標(biāo)頭，選擇下一臺(tái)機(jī)器的路由，并將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到相應(yīng)的Web界面。2）處理輸入數(shù)據(jù)報(bào)。先檢查正確性，然后按照路線走。當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)達(dá)到一定值時(shí)，則刪除標(biāo)題并將其余部分留在相應(yīng)的傳輸協(xié)議中；如果數(shù)據(jù)尚未到達(dá)接收者，數(shù)據(jù)將被傳輸。3）解決路徑、流量控制、擁塞等問題。IP是這一層的核心，而ICMP是它的補(bǔ)充。（2）傳輸層傳輸層允許兩個(gè)不同的相似設(shè)備相互通信，并負(fù)責(zé)格式化信息并提供可靠的傳輸。為了實(shí)現(xiàn)后者，發(fā)送存儲(chǔ)協(xié)議要求接收方返回確認(rèn)并在數(shù)據(jù)包丟失時(shí)重新發(fā)送它。該層包括TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。（3）應(yīng)用層應(yīng)用層為用戶提供郵件、文件傳輸和遠(yuǎn)程訪問等應(yīng)用程序。Telnet使用Telnet協(xié)議向網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供訪問信息。Telnet模塊提供終端接口。FTP允許使用FTP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)之間傳輸文件。4.4STM32驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)智能家居開發(fā)中有很多模塊都運(yùn)行在STM32核心芯片上。這些模塊是開發(fā)中最重要和最重要的部分。4.4.1時(shí)鐘初始化Stm32_Clock_Init(u8PLL)是一個(gè)啟動(dòng)時(shí)鐘的函數(shù)。選擇Pllclk作為系統(tǒng)時(shí)鐘，apb1除以2，apb2除以1，AHB除以1。PLL參數(shù)設(shè)置為2～16，常用來調(diào)整時(shí)鐘倍頻。4.4.2延時(shí)函數(shù)初始化delay_init(u8SYSCLK)是一個(gè)過時(shí)的啟動(dòng)函數(shù)，在延遲等待等任務(wù)中起著重要作用。Sysclk是系統(tǒng)中的固定時(shí)鐘，參見圖4.7中的系統(tǒng)時(shí)鐘樹。圖4.7系統(tǒng)時(shí)鐘樹4.4.3串口初始化根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)如表4.1所示，Stm32f103c8有三個(gè)串口，其中串口1對(duì)應(yīng)IO端口PA9和PA10，串口2對(duì)應(yīng)IO端口pa2和PA3。函數(shù)uart_init(u32pclk2,u32bound)是啟動(dòng)串口的函數(shù)，pclk2是串口1的時(shí)鐘頻率，pclk2是串口1的時(shí)鐘頻率。首先，開啟端口時(shí)鐘和串口時(shí)鐘在啟動(dòng)時(shí)。功能，然后將PA9和PA10設(shè)置為多路拉通道輸出或浮動(dòng)輸入，然后設(shè)置串口波特率，最后將停止位設(shè)置為1位，不設(shè)置校驗(yàn)數(shù)。此時(shí)，設(shè)置串行端口1和3。表4.1用戶手冊(cè)P165-P1664.4.4LED初始化根據(jù)硬件電路原理，主控制器PA8和PD上的100gIO口接兩個(gè)LED，所以啟動(dòng)LED基本上就是啟動(dòng)兩個(gè)IO口。設(shè)置兩個(gè)IO口輸出，設(shè)置函數(shù)為LED_Init()并開始使用KEY_Init()。在此模式下，首先啟動(dòng)PA0、pa15和PC5，并將三個(gè)IO口設(shè)置為輸入。然后長按功能鍵，設(shè)置掃描模式值（U8模式），選擇按鍵模式。當(dāng)位置值為0時(shí)，不能連續(xù)按下按鈕。模式值為1時(shí)，可以連續(xù)按鍵。4.5驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)Esp-8266是一款高性能無線模塊。使用串口連接主控，內(nèi)置TCP/IP協(xié)議。它可以做串口和主機(jī)控制器之間的轉(zhuǎn)換。4.5.1ESP-8266工作模式ESP-8266是少數(shù)支持串行端口到STA，串行端口到AP和STA+AP的無線模塊之一。ESP-8266STA/AP/STA+AP三種工作模式:（1）STA模式在這種模式下，Esp-8266模塊可以通過路由器直接接入互聯(lián)網(wǎng)，最終與手機(jī)建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，示意圖如圖4.8所示。圖4.8STA(Station)模式（2）AP模式在這種模式下，Esp-8266模塊直接與手機(jī)作為熱點(diǎn)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)控制，示意圖如圖4.9所示。圖4.9AP(SoftAP)模式（3）STA+AP模式在這種模式下，可以實(shí)現(xiàn)兩種模式之間的無縫切換，操作方便，示意圖如圖4.10所示。圖4.10STA+AP(SoftAP+station)模式4.5.2ESP-8266AT指令ESP-8266有許多AT指令。在AT模式中，主控制器可以通過串行端口發(fā)送AT指令。ESP-8266工作流程圖如圖4.11所示。圖4.11驅(qū)動(dòng)流程圖從開機(jī)到最終成功發(fā)送數(shù)據(jù)，有以下四部分程序：（1）初始化基本上運(yùn)行Esp-8266模塊的基本通信，例如發(fā)送和接收命令，檢查模塊的狀態(tài)，以及顯示輸入和輸出。包含以下功能。atk_8266_send_cmd()//向ESP-8266模塊發(fā)送AT指令；atk_8266_quit_trans()//退出透明模式；atk_8266_consta_check()//獲取ESP-8266模塊的連接狀態(tài)；atk_8266_get_wanip()//在STA或AP模式下獲取IP地址和MAC地址；atk_8266_get_ip()//在STA+AP模式下獲取IP地址和MAC地址；最后，還有用于基本功能測(cè)試的esp-8266模塊atk_8266_test。首先會(huì)檢查Esp-8266模塊是否有正常檢測(cè)模塊，然后切換到AP模式，然后進(jìn)入模式選擇界面，最后進(jìn)入兼容性測(cè)試功能，按鍵響應(yīng)。（2）AP+STA模式測(cè)試只有一個(gè)函數(shù)atk_8266_apsta_test測(cè)試模塊串行端口AP+STA模式的每個(gè)子模式。先設(shè)置STA模式，再設(shè)置AP模式。設(shè)置完成后，LCD界面會(huì)輸入遠(yuǎn)程IP地址，輸入正確的IP地址，開始測(cè)試數(shù)據(jù)收發(fā)。如果沒有接收到數(shù)據(jù)，程序每10秒檢查一次連接，并在LCD上顯示連接狀態(tài)。標(biāo)記每0.4秒閃爍一次，表示應(yīng)用程序正在運(yùn)行。（3）STA和AP模式下，測(cè)試TCP/UDP連接STA模式下的程序類似于atk_8266_apsta_test函數(shù)，僅僅只是缺