基于wifi的空调控制系统设计与制作(附件)【字数：9339】
摘 要本次毕业设计主要对一种采用STM32微处理器作为主控的智能空调系统进行了设计和研发，通过对软硬件的独立研发设计，最终使得该系统可以实现对手机蓝牙遥控指令进行无线接收并且自动解读出控制指令等功能，通过接收到的指令能够实现对空调运行参数进行无线遥控、温度设置、液晶显示。本课题研发的这种类型的智能空调控制系统被设计了非常高的性能，完全依赖于本课题的系统整体架构，将STM32微处理器、LCD1602点阵屏幕、DS18B20温度传感器、ESP8266型WIFI模块和继电器等设计成独立的电路模块，使最小系统、LCD1602液晶屏电路、温度检测电路、WIFI无线通信电路和继电器驱动电路实现稳定连接和数据传输。本次毕业设计还对该款智能空调进行了测试工作，使得系统在正常运行状态中表现出的不足和可优化点进行了修改和完善，最后能够使这种系统具有很高的工作性能，非常适合进行普及，便于提升类似产品的工作性能。
目录
一、 引言 1
（一） 智能空调的发展背景 1
（二） 智能空调的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能空调的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602点阵屏幕简介 4
（四） DS18B20型温度传感器简介 4
（五） WIFI无线通信传感器简介 5
（六） 继电器简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 液晶显示电路设计 7
（三） 环境温度采集电路设计 7
（四） WIFI通信电路设计 8
（五） 加热器/制冷器开关电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 智能空调的主程序流程设计 10
（二） 液晶驱动子程序流程设计 11
（三） 温度采集子程序设计 12
（四） WIFI模块驱动子程序流程设计 12
（五） 加热器开关流程设计 14
（六） 制冷器开关流程设计 14
五、 实物安装与调试 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
16
总结 22
参考文献 23
致 谢 24
附录一 原理图 25
附录二 PCB图 26
附录三 元件列表 27
附录四 程序 28
引言
智能空调的发展背景
在智能空调的多年发展历程中，由八位主控器件作为主控核心的系统最为流行，较高的性价比使它赢得了大量的用户人群，里面使用了中低端的微型控制器芯片来达成对各项功能的操控，在微型控制器外部设计了丰富的高端芯片，使得这种级别的系统最终能够表现出较高的性能，而设计者通过采用低价格的硬件器材和其它低成本花销，使得这种控制系统最后的价格得到大幅度压缩，同市面上的中高档次产品来说，具备更高的竞争力，尽管中高档次产品在工作过程中表现出的效果要远高于低档次产品，而其高昂的售价并不是大多数人所能够接受的，而且大多数使用者并不是很追求非常高的工作精度，这些根本的原因使中低端的智能空调在过去很长时间里取得了霸主地位。在多年的发展历程中，纵览多款经典的智能空调系统，可以很清晰的发现不论电子技术的发展方向如何，技术人员的研究中心都放在了如何提升智能空调的核心作用上，在升级演变过程中，研发者持续的将当前最新的技术通过编程代码植入到智能空调系统中，从而使得智能空调逐渐呈现出了功能多样化以及愈来愈突出的智能化，这种演变主要来自使用者的需求，虽然对于应用要求来说，并没有本质上的改变，然而在人们对于纵向需求愈来愈苛刻，比如说智能空调的工作精度以及响应速度，用户要想得到更好的用户体验，研发人员就必须持续的将当前最新的硬件器材、目标代码进行植入，使得智能空调的发展能够符合使用者。通常说的智能空调系统事实上是一种可以通过里面高性能的微型控制器实现对数据的快速运算、信号采集和信号输出的电子控制系统，通过对海量信号数据的迅速响应，使得它可以完成若干功能，大量的用户心中还保留着对传统智能空调的深刻印象，在未来的发展趋向方面，技术人员将依然在其核心作用上下足功夫，使智能空调的性能实现更高的突破，并且在最近几年间的发展历程中，高度智能化概念已经被大量的植入到智能空调系统中，这类观点在未来几年仍将是发展的核心目标。
智能空调的国内外发展现状
通过资料的详细查阅可以发现，市面上一些较为流行的智能空调，既有来自欧美等发达国家的，也有国内设计的，换言之国内外都已经能够通过如今的科研能力给出出色的研发方案，但是有一个现象却是需要注意的，在这些高档智能空调关联产品中，内部的很多核心元器件都需要进口，特别是主控微处理器部分，近几年来国家投入了很多的经费开始进行关键芯片的自主研发，现如今已经取得了比较显著的成果，众多新型研发结构和片商也参与其中，相信在不久的将来，内地就能够将完全自主研发的智能空调推向用户并且进行大量生产。
本文主要研究内容
本课题将要研究的是一种选用STM32微处理器来担任微处理器控制器的智能空调系统，本论文对它的设计内容主要分为硬件电路和软件程序代码两个部分，将采用模块设计法将完整系统分割为多个功能模块，实现各项初期功能需求，下边为本课题将要实现的各项设计内容：
1、能够以较高显示效果将智能空调系统中采集到的数据显示给用户，实现课题预期指标中的显示指标；
2、实现温度数据的高精度获取，能够通过温度传感器的配合，实现温度值的快速获取；
3、配置ESP8266型WIFI无线通信电路，实现对空调运行数据的收发，将环境温度、模式发送到手机APP显示，并将用户发送的控制指令发送到系统；
4、设计继电器驱动电路，采用小型机械继电器作为核心部分，通过STM32微处理器的驱动控制，实现智能空调系统的继电器启闭功能；
方案设计及元器件选择
智能空调的方案设计
一款优秀的配置方案能够提升系统的整体性能指标，为此本课题需要进行方案的设计，想到这种型号的智能空调系统的各项预期功能指标，选择了具有强大控制性能的STM32微处理器来担任主控核心，而且选用了LCD1602液晶屏幕、DS18B20传感器、WIFI无线通信传感器和继电器等器件作为核心器件，将每一个必要模块按照图中的关系进行连接之后，通过各个电路模块之间的接口对接关系，实现STM32微处理器对每一个模块电路的操控，从而使得系统可以获取到外部数据，并且将系统内部运行得出的数据进行输出。
本智能空调遥控系统的核心功能是能够实现手机等WIFI遥控设备对空调运行参数的无线远程设置，将ESP8266型WIFI连接到单片机的UART串口上，即可通过RXD管脚接收手机等设备的WIFI数据，通过TXD管脚向手机等WIFI设备发送空调数据；
目录
一、 引言 1
（一） 智能空调的发展背景 1
（二） 智能空调的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能空调的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602点阵屏幕简介 4
（四） DS18B20型温度传感器简介 4
（五） WIFI无线通信传感器简介 5
（六） 继电器简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 液晶显示电路设计 7
（三） 环境温度采集电路设计 7
（四） WIFI通信电路设计 8
（五） 加热器/制冷器开关电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 智能空调的主程序流程设计 10
（二） 液晶驱动子程序流程设计 11
（三） 温度采集子程序设计 12
（四） WIFI模块驱动子程序流程设计 12
（五） 加热器开关流程设计 14
（六） 制冷器开关流程设计 14
五、 实物安装与调试 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
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总结 22
参考文献 23
致 谢 24
附录一 原理图 25
附录二 PCB图 26
附录三 元件列表 27
附录四 程序 28
引言
智能空调的发展背景
在智能空调的多年发展历程中，由八位主控器件作为主控核心的系统最为流行，较高的性价比使它赢得了大量的用户人群，里面使用了中低端的微型控制器芯片来达成对各项功能的操控，在微型控制器外部设计了丰富的高端芯片，使得这种级别的系统最终能够表现出较高的性能，而设计者通过采用低价格的硬件器材和其它低成本花销，使得这种控制系统最后的价格得到大幅度压缩，同市面上的中高档次产品来说，具备更高的竞争力，尽管中高档次产品在工作过程中表现出的效果要远高于低档次产品，而其高昂的售价并不是大多数人所能够接受的，而且大多数使用者并不是很追求非常高的工作精度，这些根本的原因使中低端的智能空调在过去很长时间里取得了霸主地位。在多年的发展历程中，纵览多款经典的智能空调系统，可以很清晰的发现不论电子技术的发展方向如何，技术人员的研究中心都放在了如何提升智能空调的核心作用上，在升级演变过程中，研发者持续的将当前最新的技术通过编程代码植入到智能空调系统中，从而使得智能空调逐渐呈现出了功能多样化以及愈来愈突出的智能化，这种演变主要来自使用者的需求，虽然对于应用要求来说，并没有本质上的改变，然而在人们对于纵向需求愈来愈苛刻，比如说智能空调的工作精度以及响应速度，用户要想得到更好的用户体验，研发人员就必须持续的将当前最新的硬件器材、目标代码进行植入，使得智能空调的发展能够符合使用者。通常说的智能空调系统事实上是一种可以通过里面高性能的微型控制器实现对数据的快速运算、信号采集和信号输出的电子控制系统，通过对海量信号数据的迅速响应，使得它可以完成若干功能，大量的用户心中还保留着对传统智能空调的深刻印象，在未来的发展趋向方面，技术人员将依然在其核心作用上下足功夫，使智能空调的性能实现更高的突破，并且在最近几年间的发展历程中，高度智能化概念已经被大量的植入到智能空调系统中，这类观点在未来几年仍将是发展的核心目标。
智能空调的国内外发展现状
通过资料的详细查阅可以发现，市面上一些较为流行的智能空调，既有来自欧美等发达国家的，也有国内设计的，换言之国内外都已经能够通过如今的科研能力给出出色的研发方案，但是有一个现象却是需要注意的，在这些高档智能空调关联产品中，内部的很多核心元器件都需要进口，特别是主控微处理器部分，近几年来国家投入了很多的经费开始进行关键芯片的自主研发，现如今已经取得了比较显著的成果，众多新型研发结构和片商也参与其中，相信在不久的将来，内地就能够将完全自主研发的智能空调推向用户并且进行大量生产。
本文主要研究内容
本课题将要研究的是一种选用STM32微处理器来担任微处理器控制器的智能空调系统，本论文对它的设计内容主要分为硬件电路和软件程序代码两个部分，将采用模块设计法将完整系统分割为多个功能模块，实现各项初期功能需求，下边为本课题将要实现的各项设计内容：
1、能够以较高显示效果将智能空调系统中采集到的数据显示给用户，实现课题预期指标中的显示指标；
2、实现温度数据的高精度获取，能够通过温度传感器的配合，实现温度值的快速获取；
3、配置ESP8266型WIFI无线通信电路，实现对空调运行数据的收发，将环境温度、模式发送到手机APP显示，并将用户发送的控制指令发送到系统；
4、设计继电器驱动电路，采用小型机械继电器作为核心部分，通过STM32微处理器的驱动控制，实现智能空调系统的继电器启闭功能；
方案设计及元器件选择
智能空调的方案设计
一款优秀的配置方案能够提升系统的整体性能指标，为此本课题需要进行方案的设计，想到这种型号的智能空调系统的各项预期功能指标，选择了具有强大控制性能的STM32微处理器来担任主控核心，而且选用了LCD1602液晶屏幕、DS18B20传感器、WIFI无线通信传感器和继电器等器件作为核心器件，将每一个必要模块按照图中的关系进行连接之后，通过各个电路模块之间的接口对接关系，实现STM32微处理器对每一个模块电路的操控，从而使得系统可以获取到外部数据，并且将系统内部运行得出的数据进行输出。
本智能空调遥控系统的核心功能是能够实现手机等WIFI遥控设备对空调运行参数的无线远程设置，将ESP8266型WIFI连接到单片机的UART串口上，即可通过RXD管脚接收手机等设备的WIFI数据，通过TXD管脚向手机等WIFI设备发送空调数据；
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