wifi和单片机的智能插座的设计
【】进入新时代以来，我国在创新科技方面的发展由于国民经济的快速发展而变得十分迅猛。尤其是在移动互联和智能家居领域更为突出。物联网技术的不断发展，让智能家居逐渐进入到千家万户中。本设计是基于Wi-Fi的远程遥控插座的绿色人性智能化的设计，主要由硬件部分与软件部分组成。由手机上的应用程序通过Wi-Fi网络与智能插座相连接之后，即可间接的控制家中常用电器，亦可以远程实时监测家中电器运行情况，根据用户需求对其进行开关；另外，可设置定时和延时，从而检测室内烟雾浓度，起到安全节能绿色化效果，减少不必要的浪费，节约用电。
目录
一、引言 1
（一）研究的背景 1
（二）研究的意义 1
二、方案设计及分析 2
（一）设计方案 2
（二）绿色人性化智能家居插座的方案对比分析 2
（三）功能简介 3
三、硬件设计 4
（一）WiFi智能模块(ESP8266) 4
（二）5V变压模块 4
（三）主控制器及最小系统 5
（四）DS1302时钟模块 6
（五）DHT11温湿度模块 7
（六）继电器模块 8
四、软件部分 9
（一）DS1302计时程序的编写 9
（二）通信协议 11
（三）Android客户端与智能插座终端的数据交互 12
五、Android介绍 13
（一）Android系统简介 13
（二）Android系统结构 13
（三）环境搭建 14
（四）开发环境搭建 14
（五）建立项目 14
（六）编译 15
六、硬件调试 17
（一）所需实验设备 17
（二）硬件调试步骤 17
七、软件调试 18
（一）软件调试设备 18
（二）手机端配置要求 18
（三）远程点灯测试 18
（四）远程控制插排测试及状态测试 19
八、结束语 20
参考文献 21
致谢 22 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
附录： 23
一、引言
（一）研究的背景
现如今物联网这个词对我们来说越来越熟悉，随着我国前任总理温家宝于2009年8月所提出的“感知中国”以来,物联网就得到了重视并且快速发展起来，成为了我国五大新兴战略性产业之一，与此同时别列入到 “政府工作报告”当中，物联网收到的关注越来越多，并且对其重视程度也远远超过了美国、欧盟等各个国家。在中国发展过程当中物联网已经不单纯是外来的一个概念，而是逐渐和中国物联网市场演变成了一个“中国制造”的概念，所覆盖的范围早已经超过了在1999年Ashton教授和2005年ITU（国际电信同盟)报告当中所预估的范围，导致其成为了瞩目，此时所发展的物联网早就已经被认可成为了“中国式”概念。从本质上对物联网进行分析则属于信息传感设备，并且是通过通信协议，从而将物品与互联网相互的融合在一起，从而实现在交易过程当中的信息交换和通信，最终发展成为集智能化识别、定位、跟踪、监控和管理为一体的网络概念。
现如今所发展的物联网思想，已经成为了时代的潮流，成为了人们瞩目的焦点。在人们生活领域当中所接触到最多的物联网技术就是在智能家居这一块领域当中，例如我们在生活当中可以实现通过手机对家中的电灯、空调、电视等等进行智能化的控制。在当今这个快速发展的时代，人们忙碌的脚步越来越快，于是我们意识到要追求一种便利快捷，舒适高效，并且环保节能的生活方式，所以就产生了智能家居这样的生活概念。然而在过去，我们所见到的智能家居设备多是价格高不可攀的，在国内房价持续增长的今天，许多人买房就已经很困难了，要想再构建一套完整的智能家居系统更是让普通家庭望而却步。于是我们研究了基于WiFi的手机遥控绿色人性化智能家居插座，通过它我们就可以用亲民的价格，率先体验到物联网技术所应用的智能家居的魅力。
（二）研究的意义
随着绿色环保概念逐步受到国内外人士的高度重视，人们也意识到低碳节能的重要性，市场上开始频繁出现大量节能的、具有创意的产品。插座是所有家庭都不可或缺的电器配件，而且它在智能家居生活中所起到的作用也越来越大。试想人们早起去上班，路途中想起家中空调或者电视等电器没有关，这个时候你就会犹豫是否要回去关；再试想冬日里即将在暖和的被窝中入睡，迷迷糊糊中意识到台灯、取暖器没关，这个时候又要犹豫是否要起床去关。假如你拥有一个智能插座的话，那么以上的问题将迎刃而解。所实现的绿色人性化智能家居插座就是建立以WiFi通讯为基础，可以实现随时随地的
对其他一些家电的控制，另外还可以根据需要对功率较大的家电进行实时开断电控制。本文所研制的智能插座不仅能够有效的降低对电能的消耗同时还能达到节能减排的效果。例如你可以在即将离开办公室之前打开手机控制家中的电器，提前煮好米饭，烧好洗澡水，开启空调，回到家就可以不用再忙这忙那，享受这一切提前为你准备好的，减轻了不少家务负担，又节省了许多时间，既方便又高效还节能。
二、方案设计及分析
（一）设计方案
本次设计的智能wifi插座主要分为硬件和软件两个方面。其中硬件部分主要是实现基本功能，软件部分主要是配合硬件使得系统能够协调完整的运行，实现对系统的控制。在组成上，硬件系统主要包括了继电器、电源以及相关的控制部分，而软件部分则指的是底层单片机系统程序，还有Android平台的App程序设计；
（二）绿色人性化智能家居插座的方案对比分析
目前，在控制领域根据不同控制原理主要包括四种控制方式：
蓝牙遥控技术，所谓的蓝牙遥控技术指的是借助手机蓝牙的功能，通过利用蓝牙与其他设备进行连接来实现对其他设备的控制。从性能上来看，蓝牙技术拥有着较高的稳定性以及安全性，且控制灵敏度高，但是该技术在控制过程中容易受到距离的影响，无法实现对远距离设备的控制，且容易被其他信号干扰。
2.GSM遥控技术，该技术主要借助手机的SIM卡，通过通信方式来实现对插座的控制，其优点是不会受到距离的限制，在控制过程中可以与网络进行连接，但是也正是这种原因使得在使用过程中会产生相应的通信费用，从而产生额外的费用。
3.WiFi遥控技术，该技术主要是借助电脑的无线模块，通过WiFi连接向固定的IP地址发送特定的指令实现对插座的实时控制。从特点上来看，该技术既不会受到距离影响同时也不会产生额外的费用，因此是一种较为合适的方法。
表1 无线通信特点
目录
一、引言 1
（一）研究的背景 1
（二）研究的意义 1
二、方案设计及分析 2
（一）设计方案 2
（二）绿色人性化智能家居插座的方案对比分析 2
（三）功能简介 3
三、硬件设计 4
（一）WiFi智能模块(ESP8266) 4
（二）5V变压模块 4
（三）主控制器及最小系统 5
（四）DS1302时钟模块 6
（五）DHT11温湿度模块 7
（六）继电器模块 8
四、软件部分 9
（一）DS1302计时程序的编写 9
（二）通信协议 11
（三）Android客户端与智能插座终端的数据交互 12
五、Android介绍 13
（一）Android系统简介 13
（二）Android系统结构 13
（三）环境搭建 14
（四）开发环境搭建 14
（五）建立项目 14
（六）编译 15
六、硬件调试 17
（一）所需实验设备 17
（二）硬件调试步骤 17
七、软件调试 18
（一）软件调试设备 18
（二）手机端配置要求 18
（三）远程点灯测试 18
（四）远程控制插排测试及状态测试 19
八、结束语 20
参考文献 21
致谢 22 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
附录： 23
一、引言
（一）研究的背景
现如今物联网这个词对我们来说越来越熟悉，随着我国前任总理温家宝于2009年8月所提出的“感知中国”以来,物联网就得到了重视并且快速发展起来，成为了我国五大新兴战略性产业之一，与此同时别列入到 “政府工作报告”当中，物联网收到的关注越来越多，并且对其重视程度也远远超过了美国、欧盟等各个国家。在中国发展过程当中物联网已经不单纯是外来的一个概念，而是逐渐和中国物联网市场演变成了一个“中国制造”的概念，所覆盖的范围早已经超过了在1999年Ashton教授和2005年ITU（国际电信同盟)报告当中所预估的范围，导致其成为了瞩目，此时所发展的物联网早就已经被认可成为了“中国式”概念。从本质上对物联网进行分析则属于信息传感设备，并且是通过通信协议，从而将物品与互联网相互的融合在一起，从而实现在交易过程当中的信息交换和通信，最终发展成为集智能化识别、定位、跟踪、监控和管理为一体的网络概念。
现如今所发展的物联网思想，已经成为了时代的潮流，成为了人们瞩目的焦点。在人们生活领域当中所接触到最多的物联网技术就是在智能家居这一块领域当中，例如我们在生活当中可以实现通过手机对家中的电灯、空调、电视等等进行智能化的控制。在当今这个快速发展的时代，人们忙碌的脚步越来越快，于是我们意识到要追求一种便利快捷，舒适高效，并且环保节能的生活方式，所以就产生了智能家居这样的生活概念。然而在过去，我们所见到的智能家居设备多是价格高不可攀的，在国内房价持续增长的今天，许多人买房就已经很困难了，要想再构建一套完整的智能家居系统更是让普通家庭望而却步。于是我们研究了基于WiFi的手机遥控绿色人性化智能家居插座，通过它我们就可以用亲民的价格，率先体验到物联网技术所应用的智能家居的魅力。
（二）研究的意义
随着绿色环保概念逐步受到国内外人士的高度重视，人们也意识到低碳节能的重要性，市场上开始频繁出现大量节能的、具有创意的产品。插座是所有家庭都不可或缺的电器配件，而且它在智能家居生活中所起到的作用也越来越大。试想人们早起去上班，路途中想起家中空调或者电视等电器没有关，这个时候你就会犹豫是否要回去关；再试想冬日里即将在暖和的被窝中入睡，迷迷糊糊中意识到台灯、取暖器没关，这个时候又要犹豫是否要起床去关。假如你拥有一个智能插座的话，那么以上的问题将迎刃而解。所实现的绿色人性化智能家居插座就是建立以WiFi通讯为基础，可以实现随时随地的
对其他一些家电的控制，另外还可以根据需要对功率较大的家电进行实时开断电控制。本文所研制的智能插座不仅能够有效的降低对电能的消耗同时还能达到节能减排的效果。例如你可以在即将离开办公室之前打开手机控制家中的电器，提前煮好米饭，烧好洗澡水，开启空调，回到家就可以不用再忙这忙那，享受这一切提前为你准备好的，减轻了不少家务负担，又节省了许多时间，既方便又高效还节能。
二、方案设计及分析
（一）设计方案
本次设计的智能wifi插座主要分为硬件和软件两个方面。其中硬件部分主要是实现基本功能，软件部分主要是配合硬件使得系统能够协调完整的运行，实现对系统的控制。在组成上，硬件系统主要包括了继电器、电源以及相关的控制部分，而软件部分则指的是底层单片机系统程序，还有Android平台的App程序设计；
（二）绿色人性化智能家居插座的方案对比分析
目前，在控制领域根据不同控制原理主要包括四种控制方式：
蓝牙遥控技术，所谓的蓝牙遥控技术指的是借助手机蓝牙的功能，通过利用蓝牙与其他设备进行连接来实现对其他设备的控制。从性能上来看，蓝牙技术拥有着较高的稳定性以及安全性，且控制灵敏度高，但是该技术在控制过程中容易受到距离的影响，无法实现对远距离设备的控制，且容易被其他信号干扰。
2.GSM遥控技术，该技术主要借助手机的SIM卡，通过通信方式来实现对插座的控制，其优点是不会受到距离的限制，在控制过程中可以与网络进行连接，但是也正是这种原因使得在使用过程中会产生相应的通信费用，从而产生额外的费用。
3.WiFi遥控技术，该技术主要是借助电脑的无线模块，通过WiFi连接向固定的IP地址发送特定的指令实现对插座的实时控制。从特点上来看，该技术既不会受到距离影响同时也不会产生额外的费用，因此是一种较为合适的方法。
表1 无线通信特点
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