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文檔簡介

1、 基于WIFI平臺與LBP模組的智能轉(zhuǎn)換器的設(shè)計 關(guān)丹丹袁林斌韓志運(yùn)Summary:該文提出了一種基于 WIFI 技術(shù)與LBP低功耗嵌入式Wi-Fi模組實(shí)現(xiàn)的智能轉(zhuǎn)換器設(shè)計方案。該系統(tǒng)終端是一種新型的可下載的APP,采用LPB超低功耗模組,其基于智能家居設(shè)計理念,打破了以往轉(zhuǎn)換器的設(shè)計方式,將無線通信技術(shù)與嵌入式技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了智能型轉(zhuǎn)換器的設(shè)計。Key:Wifi;LBP;智能轉(zhuǎn)換器:TP393 :A :1009-3044(2016)05-0164-02Abstract: This paper presents a design scheme of intelligent converter

2、 based on WIFI technology and LBP low power embedded Wi-Fi module. The terminal system is a new type of downloadable app, the use of ultra low power module LPB, the based on intelligent home design ideas, breaking the previous converter is designed in such a way, with the combination of wireless com

3、munication technology and embedded technology, the realization of the intelligent converter is designed.Key words: Wifi; LBP; intelligent converter轉(zhuǎn)換器經(jīng)過多年的發(fā)展,逐漸由安全功能向智能化發(fā)展,智能轉(zhuǎn)換器作為新興的電氣產(chǎn)品,是在物聯(lián)網(wǎng)概念下和智能家居的概念伴隨發(fā)展的產(chǎn)品。用手機(jī)遠(yuǎn)程控制家中電器是不少人的夢想,比如很多家庭中安裝的電熱水器,它是一個消耗電量的電器,在水溫下降的情況下,電加熱就會啟動,這種工作模式給用戶增加了電費(fèi)負(fù)擔(dān),如果我們能讓他按

4、照我們的要求進(jìn)行工作,既可以節(jié)省這部分開支,又能回到家就洗到澡,這就需要有一款可以設(shè)置開與關(guān)的時間范圍并且可以進(jìn)行周期設(shè)置的智能轉(zhuǎn)換器。本文提出了一種采用LBP低功耗嵌入式Wi-FI模組實(shí)現(xiàn)的智能轉(zhuǎn)換器,在有WIFI覆蓋的情況下,通過智能手機(jī)的客戶端來進(jìn)行功能操作,可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器通斷電流,設(shè)定定時開關(guān)等功能。1 智能物聯(lián)技術(shù)概述智能技術(shù)有人會稱它為人工智能,但是不同領(lǐng)域的學(xué)者會有不一樣的定義和解釋1。通常來說,智能技術(shù)是機(jī)器設(shè)備在各不相同的環(huán)境中自主或交互地執(zhí)行人類傳達(dá)任務(wù)的技術(shù),可以模擬人類思維和意識傳遞的信息,也可以像人那樣思考,甚至能夠超越人的智能。該項技術(shù)涉及的學(xué)科非常的普遍,比如信息與

5、認(rèn)知學(xué)科、計算機(jī)學(xué)、控制理論及傳感器科學(xué)等。它的發(fā)展也非常的迅猛,并且在越來越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。智能化的設(shè)備在滿足了用戶最基本需求的情況下,盡量去實(shí)現(xiàn)其他各類功能,家庭內(nèi)多數(shù)的電器能夠通過不同的聯(lián)網(wǎng)方式接入網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)家用設(shè)備的自動控制、遠(yuǎn)距離控制及互通互聯(lián),家庭網(wǎng)絡(luò)化將會實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部信息的交流與轉(zhuǎn)換,為人們提供了安全、便捷、舒適、個性化和高效的服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)目前的研究重心在于應(yīng)用層與感知層2。 在感知層需要研究更為先進(jìn)的傳感器設(shè)備,并將其微型化,便于安裝到設(shè)備上;在應(yīng)用層重點(diǎn)是研究互動性更強(qiáng)的智能模型,便于較好的控制分布式的網(wǎng)絡(luò)信息流, 作為目前最先進(jìn)的信息技術(shù), 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將逐漸遍及各個領(lǐng)域,例

6、如智能安防、公共安全、工業(yè)監(jiān)測、政府工作、環(huán)境保護(hù)、智能家居等3. 。2 智能轉(zhuǎn)換器的設(shè)計2.1 硬件模塊設(shè)計智能轉(zhuǎn)換器的硬件主要采用了LPB超低功耗嵌入式Wi-Fi 模組,該模組的尺寸僅有23.1mm*32.8mm*(3.45+_0.3)mm,采用表面貼片封裝形式,較易貼在產(chǎn)品的硬件模塊的PCB板上,它的配備還包含有內(nèi)置的天線,以及外置用天線的連接器,可以將用戶使用的物理設(shè)備接入到Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)中,同時提供接口傳輸數(shù)據(jù)的UART串口等,該硬件高度集成,包含有MAC,射頻收發(fā)單元、基頻芯片,以及功率放大單元;嵌入式的模塊支持無線Wi-Fi與TCP/IP組網(wǎng)的協(xié)議、801.11/b/g/n 無線

7、標(biāo)準(zhǔn),通過 LPB低功耗模組,將串口設(shè)備或者M(jìn)CU控制的設(shè)備很方便連接到Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的控制與管理。LPB可以實(shí)現(xiàn)AP+STA共存組網(wǎng)模式,支持P2P,支持SmartLink智能聯(lián)網(wǎng)功能。無線通信模塊采用了WIFI網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它的通信覆蓋半徑一般可達(dá)150m,可以在與其覆蓋范圍內(nèi)的任意節(jié)點(diǎn)自行組織網(wǎng)絡(luò)和進(jìn)行通信4。將轉(zhuǎn)換器的插頭、插孔部分與LBP模組串接,上電后,模塊自動連接到默認(rèn)的無線網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器,串口工作在透明傳輸模式下,模塊作為無線收發(fā)數(shù)據(jù)的串口,與之串接的轉(zhuǎn)換器插孔部位收發(fā)無線數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)電源的通斷及定時功能的控制。2.2 軟件調(diào)試設(shè)計智能轉(zhuǎn)換器的軟件部分包含有串口傳輸調(diào)試

8、和網(wǎng)絡(luò)口傳輸調(diào)試,串口傳輸調(diào)試采用CommTools,網(wǎng)絡(luò)口傳輸調(diào)試采用:TCPUDPDbg, 在一臺PC中打開CommTools程序,設(shè)置COM口并打開串口連接,在另外一臺PC中打開TCPUDPDbg程序,創(chuàng)建一個新連接,如果LPB模組工作在Server模式下,應(yīng)該創(chuàng)建客戶端連接,否則創(chuàng)建服務(wù)器模式連接。由于LPB模塊默認(rèn)支持透明傳輸模式,所以就可以通過CommTools工具發(fā)送數(shù)據(jù)給TCPUDPDbg工具,或從TCPUDPDbg工具發(fā)送數(shù)據(jù)給CommTools工具,所有數(shù)據(jù)都會完整的傳輸?shù)搅硪贿咃@示出來。模塊在上電之后開始正常運(yùn)作,進(jìn)入默認(rèn)的透明傳輸模式,用戶可以通過串口命令把模式切換到命

9、令行模式,在命令行模式下,通過AT+指令利用UART口對模塊進(jìn)行設(shè)置、查詢,以及重啟等操作。3 信息傳遞的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在有Wifi覆蓋的情況下,智能轉(zhuǎn)換器可以工作在AP+STA模式下,其中STA連接無線路由器,智能終端如手機(jī)連接到LPB 的AP,實(shí)現(xiàn)雙SOCKET 通信,當(dāng)系統(tǒng)工作在AP模式下,手機(jī)就可以通過無線網(wǎng)絡(luò)控制與LPB串口連接的智能轉(zhuǎn)換器,實(shí)現(xiàn)無線遙控功能,當(dāng)系統(tǒng)工作在STA模式下,可通過網(wǎng)關(guān)連接到Internet網(wǎng)上,模塊設(shè)置成TCP Client 與Internet網(wǎng)上的遠(yuǎn)端TCP Server 相連,這種組網(wǎng)可以采集智能轉(zhuǎn)換器上的數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到服務(wù)器上處理和存儲,服務(wù)器也可以發(fā)送

10、命令對智能轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程連接應(yīng)用。4 結(jié)束語本文提出了一種采用LPB低功耗嵌入式Wi-Fi模組實(shí)現(xiàn)的智能轉(zhuǎn)換器設(shè)計方案。該智能轉(zhuǎn)換器是一種全新型式的家用插座,它融入物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的理念,打破了常規(guī)轉(zhuǎn)換器設(shè)計方法,將無線通信技術(shù)與嵌入式技術(shù)結(jié)合設(shè)計而成,提升了轉(zhuǎn)換器智能化的水平,近一步推動了智能家居的飛速發(fā)展。經(jīng)過充分的實(shí)驗測試,該智能轉(zhuǎn)換器在不同的環(huán)境下運(yùn)行都具有良好穩(wěn)定的性能。Reference:1 邢書.各國“物聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略部署及技術(shù)應(yīng)用J.信息化建設(shè),2010(4).2 李世國.物聯(lián)網(wǎng)時代的智慧型物品探析J.包裝工程,2010(5).3 顧菊芬.陳敏鋒.楊國華.基于Android的物聯(lián)網(wǎng)移動數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計與應(yīng)用J.測控技術(shù),2013(7).4 錢建波.楊安康.謝娜.

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