基于单片机的wifi智能窗帘控制设计【字数：7389】
摘 要在社会各类科学技术井喷式发展的环境下，越来越多的传统家居被赋予了新的生命，这其中就包括了本文的智能窗帘。针对传统窗帘纯手动，无法解放人们的双手等缺点，此次设计将ESP8266WiFi模块与Arduino单片机技术结合起来，用户通过手机应用软件发出指令，单片机在WiFi环境下接受手机发出的信号将其转换，再将信号传输到L298N电机驱动模块，随即驱动电机转动，从而实现通过手机应用软件来对窗帘开合的自由控制的过程。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究目的 1
1.3课题设计要求 2
第二章 课题研究方案 3
第三章 系统硬件电路设计 4
3.1 单片机控制模块 4
3.2 WiFi驱动模块 5
3.3 L298N电机驱动模块 6
第四章 系统软件设计 8
第五章 系统调试 10
5.1总体调试 10
5.2 WiFi模块的调试 13
5.3 TCP连接的调试 14
5.4调试总结 14
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
第一章 绪论
1.1研究背景
在国家不断大力发展生产力的时代背景下，我们的日常生活方式也在紧跟历史潮流而不断更新。各种各样五花八门的智能产品映入眼帘，并且都以更快的步伐确确实实地走进我们日常的生活当中，解放了我们更多的空余时间，进一步优化了生活体验。在这其中，智能家居的发展尤为突出，智能洗衣机、智能座椅、一体空调系统、智能防盗门、智能电视等等你能想到的一切传统家居几乎都走上了智能化的路程。并且，随着无线网络的大力发展，帮助智能家居进一步改善了在日常生活中的表现。现在，更多的智能家居都可以和手机的应用软件连接，将众多繁杂的遥控器舍弃掉，转化为只需要日常使用度很高的手机就可以统一管理，从而实现了家居产品管理使用的一体化，方便了广大使用者。
此次研究的智能窗帘便是在WiFi环境下通过手机app控制的，现代都市的节奏日益加快，人们辛苦工作一天回来拖着疲惫的身体进入卧室，一头扎进舒适的被窝准备休 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
息，却发现窗帘没关，此刻，我相信他的内心是非常烦闷的。而且，即便是现在市面上比较多的那种红外遥控窗帘的话，我想找不到遥控器也是很崩溃的，但是，如果将窗帘的开关控制转移到手机上的话，这种情况将不复存在，众所周知，现在的人们几乎都是手机不离身，去哪儿都带着，所以，当你躺在床上一动不想动的时候就可以直接打开手机app把窗帘关上以防第二天被初升的太阳打扰了美梦。
1.2研究目的
从国内的整个智能家具的市场环境来说，目前主流的一些智能家居产品多数是以红外遥控作为控制手段的，这种方式虽然在一般情况下也可以较大程度的完成应有的操作，但是它的缺点也非常的明显，功能单一、不足以支持较大的更新、每一个产品都是独立的遥控设备，非常的麻烦，且不说哪一天找不到遥控器了，如果一个人家里装了比较多的这种产品的话，一堆的遥控器摆着看着都让人很不舒服。不过，伴随着科技以及经济的大力跃进，人们对于利用高新科技来改进生活体验的需求越来越大，正所谓，哪里有需求，哪里就有市场。也正因为如此，越来越多的企业看到智能家居这块的利润，都在不断推出产品来试水，为的就是在其蓬勃发展前占得先机，在早些年，小米便不断投入，到如今已经有了比较成熟的智能家居生态系统。再将目光看向国内的另一个企业巨头——华为，再近年也是高调宣布下场，并推出了一系列产品，不可谓是竞争激烈。而此次的研究便是以智能家居中的一个比较主流的产品——智能窗帘为主要研究对象的，无论是在理论发展还是实际市场上都是有很大意义的。此次课题主要是为了实现手机在WiFi环境下能够对窗帘的控制，摒弃传统的手动开合窗帘的方式以及利用额外遥控器来控制其开合的方式，将所有的调控全部集中在日常使用度很高并且随身携带的手机上，极大的优化了人们的生活方式。
1.3课题设计要求
1.能够实现如下功能：通过手机app发送指令，单片机在同一WiFi的环境下接受信号，再控制电机驱动模块驱动电机转动。
2.主要运用单片机WiFi模块实现，单片机为Arduino单片机。
3.合理划分各个元器件的模块，选取预设无误的设计方案。
4.做好相应实物。
第二章 课题研究方案
此次课题所研究的是基于单片机的WiFi智能窗帘控制的设计。整体的硬件设计主要分为四个模块，分别是由Arduino单片机、ESP8266WiFi控制模块、L298N驱动模块、电机模块组成。整体的设计框图如图21。
图21 整体设计框图
各模块功能：
WiFi驱动模块：将单片机连接到WiFi无线网络上，使单片机能够接收手机的指令并作出下一步操作。
单片机：连进WiFi，接收手机指令，并传递信号到电机驱动模块驱动电机转动。
电机驱动模块：用来驱动电机转动。
电机：模拟实际窗帘的大型电机转动。
第三章 系统硬件电路设计
3.1 单片机控制模块
此次课题采用的是Arduino单片机，电路图如图31所示。Arduino UNO是Arduino USB接口系列的最新版本，作为Arduino平台的参考标准模板。UNO的处理器核心是ATmega328，同时具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），6路模拟输入，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按钮。UNO已经发布到第三版，与前两版相比有以下新的特点：
在AREF处增加了两个管脚SDA和SCL，支持I2C接口；增加IOREF和一个预留管脚，将来扩展板将能兼容5V和3.3V核心板；
改进了复位电路设计；
USB接口芯片由ATmega16U2替代了ATmega8U2。
/
图31 Arduino单片机电路图
Arduino单片机引脚功能：
5V和3.3V：向外部组件供电
GND：接地
RESET：复位Arduino开发板
IOREF：输入/输出参考
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究目的 1
1.3课题设计要求 2
第二章 课题研究方案 3
第三章 系统硬件电路设计 4
3.1 单片机控制模块 4
3.2 WiFi驱动模块 5
3.3 L298N电机驱动模块 6
第四章 系统软件设计 8
第五章 系统调试 10
5.1总体调试 10
5.2 WiFi模块的调试 13
5.3 TCP连接的调试 14
5.4调试总结 14
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
第一章 绪论
1.1研究背景
在国家不断大力发展生产力的时代背景下，我们的日常生活方式也在紧跟历史潮流而不断更新。各种各样五花八门的智能产品映入眼帘，并且都以更快的步伐确确实实地走进我们日常的生活当中，解放了我们更多的空余时间，进一步优化了生活体验。在这其中，智能家居的发展尤为突出，智能洗衣机、智能座椅、一体空调系统、智能防盗门、智能电视等等你能想到的一切传统家居几乎都走上了智能化的路程。并且，随着无线网络的大力发展，帮助智能家居进一步改善了在日常生活中的表现。现在，更多的智能家居都可以和手机的应用软件连接，将众多繁杂的遥控器舍弃掉，转化为只需要日常使用度很高的手机就可以统一管理，从而实现了家居产品管理使用的一体化，方便了广大使用者。
此次研究的智能窗帘便是在WiFi环境下通过手机app控制的，现代都市的节奏日益加快，人们辛苦工作一天回来拖着疲惫的身体进入卧室，一头扎进舒适的被窝准备休 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
息，却发现窗帘没关，此刻，我相信他的内心是非常烦闷的。而且，即便是现在市面上比较多的那种红外遥控窗帘的话，我想找不到遥控器也是很崩溃的，但是，如果将窗帘的开关控制转移到手机上的话，这种情况将不复存在，众所周知，现在的人们几乎都是手机不离身，去哪儿都带着，所以，当你躺在床上一动不想动的时候就可以直接打开手机app把窗帘关上以防第二天被初升的太阳打扰了美梦。
1.2研究目的
从国内的整个智能家具的市场环境来说，目前主流的一些智能家居产品多数是以红外遥控作为控制手段的，这种方式虽然在一般情况下也可以较大程度的完成应有的操作，但是它的缺点也非常的明显，功能单一、不足以支持较大的更新、每一个产品都是独立的遥控设备，非常的麻烦，且不说哪一天找不到遥控器了，如果一个人家里装了比较多的这种产品的话，一堆的遥控器摆着看着都让人很不舒服。不过，伴随着科技以及经济的大力跃进，人们对于利用高新科技来改进生活体验的需求越来越大，正所谓，哪里有需求，哪里就有市场。也正因为如此，越来越多的企业看到智能家居这块的利润，都在不断推出产品来试水，为的就是在其蓬勃发展前占得先机，在早些年，小米便不断投入，到如今已经有了比较成熟的智能家居生态系统。再将目光看向国内的另一个企业巨头——华为，再近年也是高调宣布下场，并推出了一系列产品，不可谓是竞争激烈。而此次的研究便是以智能家居中的一个比较主流的产品——智能窗帘为主要研究对象的，无论是在理论发展还是实际市场上都是有很大意义的。此次课题主要是为了实现手机在WiFi环境下能够对窗帘的控制，摒弃传统的手动开合窗帘的方式以及利用额外遥控器来控制其开合的方式，将所有的调控全部集中在日常使用度很高并且随身携带的手机上，极大的优化了人们的生活方式。
1.3课题设计要求
1.能够实现如下功能：通过手机app发送指令，单片机在同一WiFi的环境下接受信号，再控制电机驱动模块驱动电机转动。
2.主要运用单片机WiFi模块实现，单片机为Arduino单片机。
3.合理划分各个元器件的模块，选取预设无误的设计方案。
4.做好相应实物。
第二章 课题研究方案
此次课题所研究的是基于单片机的WiFi智能窗帘控制的设计。整体的硬件设计主要分为四个模块，分别是由Arduino单片机、ESP8266WiFi控制模块、L298N驱动模块、电机模块组成。整体的设计框图如图21。
图21 整体设计框图
各模块功能：
WiFi驱动模块：将单片机连接到WiFi无线网络上，使单片机能够接收手机的指令并作出下一步操作。
单片机：连进WiFi，接收手机指令，并传递信号到电机驱动模块驱动电机转动。
电机驱动模块：用来驱动电机转动。
电机：模拟实际窗帘的大型电机转动。
第三章 系统硬件电路设计
3.1 单片机控制模块
此次课题采用的是Arduino单片机，电路图如图31所示。Arduino UNO是Arduino USB接口系列的最新版本，作为Arduino平台的参考标准模板。UNO的处理器核心是ATmega328，同时具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），6路模拟输入，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按钮。UNO已经发布到第三版，与前两版相比有以下新的特点：
在AREF处增加了两个管脚SDA和SCL，支持I2C接口；增加IOREF和一个预留管脚，将来扩展板将能兼容5V和3.3V核心板；
改进了复位电路设计；
USB接口芯片由ATmega16U2替代了ATmega8U2。
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图31 Arduino单片机电路图
Arduino单片机引脚功能：
5V和3.3V：向外部组件供电
GND：接地
RESET：复位Arduino开发板
IOREF：输入/输出参考
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