基于机智云物联网平台的智能WiFi插座

孟加拉球

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。

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。

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。