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基于stm32的智能家居WIFI模块设计

发布时间:2018-11-30 01:06:05 文章来源:未来智讯    
    基于stm32的智能家居WIFI模块设计作者: 刘盛文 项贤军   摘 要:本文是根据目前国内外智能家居抑制系统发展的现状作为分析,设计此WIFI智能家居网关的抑制系统主要是针对当今智能家居抑制系统中存在的富成本、高复杂性等缺点。此网关改善了传统智能家居抑制系统中移动性差、系统结构复杂、成本高等问题,把WIFI技能、ZigBee组网技能、以太网通讯技能相互联合,从而使智能家居系统网关具有了灵活多变的抑制方式。
  关键字: 智能家居 STM32 WIFI模块
  序言
  随着目前经济的飞速发展和互联网技能、抑制技能、通讯技能的不时改善与进步,同时人们物质生活水平在不时的提高,人们便对家居环境有了更高的标准,所以实现家居设备的系统化、网络化和智能化抑制将成为未来家居环境的发展潜力股,由此“智能家居”的观念便应运而生。智能家居的是把家庭作为最小单位,在家庭中选取各式各样的创新先进技能和综合性管理和抑制,从而改好人们的居住环境。和普通的住宅相比,智能家居具有很多优点,智能化便是智能家居的一大特色,而这与人们的生活亲密相关[1]。
  1、总体框架设计
  本文的智能家居抑制系统设计归类于嵌入式产品的开发设计,设计的主要分为硬件模块设计以及软件模块设计[2]。硬件模板设计是基于STM32处理器来开发,它具有视频采集模块、红外避障模块和无线通讯模块等模块。软件模板设计则主要分为驱动模块和应用模块,其中驱动模块是由电机驱动、红外传感器驱动、摄像头采集视频驱动、无线路由器固件改造等局部组成,应用模块是以上位机软件设计、系统的用户程序和系统的用户程序等局部共同组成。其整体设计框图如图1所示。由于篇幅有限,本文主要介绍wifi通信模块设计。
  wifi通讯模块的功能是完成智能家居系统与各个抑制界面之间的通讯,为了实现用户移动性,因此系统选用无线通讯实现数据的传输。实现无线通讯主要由无线路由器实现。wifi通讯模块不但能将智能家居收集的数据实时地传输到抑制终端,还具有短距离无线通讯抗干扰性强、本能稳定、不受任何地域限制等优点。
  抑制终端:根据生活用途设计出了手机上位机抑制终端,抑制界面能够实现智能家居的各种环境状态的抑制和视频信息的显示。
  2、硬件设计
  2.1主处理器介绍
  此设计的系统的主抑制器是选取目前市场上对照实用的系列处理器STM32。从性价比来看,STM32系列处理器中内置了内核,性价比高于ARM7系列处理器。STM32结构设计中能够相应的削减外设,从而实现最大程度的集成。相比其他抑制器它还有更多的本能,主要包括低电压检测、上电复位、欠压检测、定时器时钟等各种功能,能够用于系统的主时钟,并且能够满足丰富的片外设备以及多种接口[3]。
  2.2 WIFI模块设计
  CC3000是TI推出的一款面向移动电话、PDA及数字摄像机等移动设备的高整合WIFI芯片。CC3000在单一的芯片上集成了能够事务于2.4GHz和5GHz的双频射频无线收发器、物质层、媒介接入抑制器,具有无线局域网通讯、电源管理、加密等功能,而且支持视频、语音和多媒体应用。在其他方面CC3000为用户提供了SPI数据传输接口的功能。该模块将从S巧接口传过来的用户数据封装成数据帖,并且能够通过WLAN传送给远程的客户端。
  SPI总线系统是一种同步串行外设接口的系统,它的功能是能够令MCU与各种外围设备串行方式进行通讯W交换信息。SPI有3个寄存器它们分辨为;抑制寄存器SPCR,状态寄存器SPSR,数据寄存器SPDR。在该设计中可选择SPI接口作为STM32和CC3000之间的通讯方式。
  3、wifi通讯软件设计
  CC3000模块能够支持两种模式,一种是事务模式,另一种是配置模式。事务模式可分为透明传输模式以及协议传输模式,在配置模式下能够通过AT下令对模块进行相应的配置。当CC3000模块启动后,能够根据设置选择任意一种事务模式,在任一模式下都能够切换到配置模式进行配置。CC3000模块支持SPI透明传输模式,它能够实现SPI口即插即用,借此实现最大程度降低用户的复杂度使其大略操作化。因此在此模式下,所有要被接收和发送的数据都要在WIFI接口与SPI口之间做透明传输,不需要做任何解析。在该模式下,可以完全兼容用户软件。选取TCP协议,并打开SPI的硬件流程的功能,可以把误码率降到最低。
  关于发送数据的流程,最初要对WIFI模块进行IP配置,当配置成功后,WIFI模块会主动向服务器发送登录的请求,登录完成后就能够根据上层的要求进行呼叫请求,当完成建立呼叫链接后,这时移动开发平台会起初等待上层的数据,并且持续到接收到数据,然后由STM32将数据封装后由WIFI模块发送给服务器。反复以上动作并持续到通讯结束为止。关于接收过程的相关流程,与发送送过程的相关流程基本类似,不过对于数据方面的处理,和发送过程相比正好相反。
  4、归纳
  本课题主要适应时代的需求,对智能家居抑制系统无线网关进行应用研讨与设计,设计并实现了一款廉价的智能家居wifi通讯模块。经过相应的测试,wifi模块能实现高效、可靠的数据传输,从而达到预期的指标。
  参考文献
  [1]童晓输、张云勇.物联网智能家居发展分析[J].移动通讯,2010,34(009):16-20.
  [2]钟科,陈向东.智能家居服务网关的设计机通讯技能[J],2012,45(08):65-67.
  [3] 黄涛.物联网技能与应用发展的探讨机[J].信息通讯技能.2010,4(2):9-13.
  作者简介:
  刘盛文 (1997.12-),男,汉族,江西人,在读学生; 项贤军(1986.3-),男,汉族,浙江人,讲师,硕士,主要从事嵌入式系统应用教育研讨。
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