WIFI智能遠控開關的研究與設計

周陸洲　梁小龍

摘 要：目前，智能家居（物聯網）逐漸走進人們的視野，但整套的智能家居系統價格較為昂貴，而且安裝較為繁瑣，因此我們推出小的智能遠控系統（開關），它由兩個模塊（軟件、硬件）組成，并具有使用便捷、安全性高、價格低廉、體積小等特點。這正好彌補了整套智能家居系統所體現出來的問題。

關鍵詞：WIFI模塊；智能家居；APP；開關

1 引言

智能家居作為一個新生產業，處于一個導入期與成長期的臨界點，目前人們的消費觀念并未形成，消費水平相對低下，現在做全套的智能家居系統，成本較高，安裝時價格也相當昂貴，但小的智能開關系統，其價格相對低廉、安全性能較高、種類形態多樣（可內嵌、可外置）而且使用極其便捷。并且其適用對象較為廣泛，如：家庭、學校、商城、公司等。

2 采用的主要技術及基本原理

⑴項目的基本科學原理。以wifi無線信號的發射和接收為根據，利用智能手機或者pad上的wifi網絡功能，實現對開關的遠程控制。具體來講就是，在手機上安裝一款app，當需要打開家里某個房間的燈時，只需打開手機app，開啟wifi，app將自動識別并連接到遠控開關的硬件控制器上，建立通信，這時點擊app上的按鈕，手機app將會通過wifi無線網絡向硬件控制器上發射一個特定的字符串，控制器接收到命令信號并分析判斷信號的類型，同時控制與之相連接的繼電器做出不同的反應（斷開或者閉合某個電路），當命令在硬件控制器上執行成功的時候，控制器會給手機app一個回饋，即命令執行成功或者失敗的報告，手機app接收到回饋之后更改目標房間里電燈當前的狀態。

⑵成熟技術的采用。主要需要手機app或者pad上應用的開發，和硬件的wifi接收模塊等。手機app的開發，在軟件市場上已經非常成熟，不必多言。wifi接收模塊也可以在市場上廉價購得，通過對接收模塊與各個元器件的拼接，就組成了需要的硬件部分，然后給硬件寫入處理不同命令的程序，就能實現接收手機命令信號處理判斷做出反應的目的。這在技術上，是完全可以實現的。

當公司達到一定規模的時候，就可以自行根據自己的需要設計wifi接收模塊的電路，自行印刷電路板，降低成本。

⑶關鍵技術描述。主要技術有手機app關于wifi信號的發送識別處理技術、wifi接收模塊接收信號并對信號處理的技術、app識別硬件設備并與之配對的技術。

手機app關于wifi信號的發送識別處理技術：手機上的wifi功能一般只是用來連接無線網絡的，需要用wifi信號作為控制信號，通過實驗來選用一種安全、穩定、精短、容錯率高又易于識別的編碼來作為控制命令。App要同時具備發送和接收判斷處理的能力（發送一次命令不能成功打開或者關閉電源的時候，app需要自動的發送第二次第三次控制命令）。

wifi接收模塊接收信號并對信號處理的技術：手機發送的控制命令，即一個特定的字符串，被wifi信號接收模塊接收之后，要通過單片機的嵌入式編程來識別判斷命令的內容，并用單片機控制繼電器做出不同的處理。

app識別硬件設備并與之配對的技術：當一個用戶需要控制多個開關，即需要用多個硬件設備的時候，為了區別不同的硬件設備，這就需要給不同的硬件設備編碼，給每一個控制器用程序貼上一個標簽，只有通過控制器特定的標識碼才能用手機app與之配對把那個控制，這樣也可以防止外人惡意的控制你家的用電設備。

⑷性能指標數據及關鍵技術指標。A.wifi信號接收器的控制范圍：采用TLN13UA06串口wifi模塊，具備超強的傳輸能力，無障礙的傳輸距離達450m，穿墻的傳輸距離也有50m，可以保證用戶的基本需要。B.信號的接收率：當硬件控制模塊接收到控制命令的時候會給app一個反饋，當app收不到反饋的時候就會自動重新發送，直到信號被準確接收為止，因此可以認為信號的接收率為100%。C.App對硬件控制器的識別：app發送信號的時候，控制信號中就包含有相應硬件的識別碼，這個識別碼是唯一確定的，獨一無二的，只有被寫入特定識別碼的控制器才會執行特定的命令，因此，app對控制器的識別是絕對的，安全的。D.控制器對信號的接收和判斷：信號在傳輸的過程中可能會丟失部分數據造成數據的不完整，但可以用一種特殊的編碼來編碼控制命令，提升控制命令的容錯率，即使控制器接收到的控制命令有部分的錯誤，一樣可以正確的做出判斷。

關鍵技術指標：硬件控制器接收信號并做出正確的判斷。

3 項目技術實現的具體方法

A、開發一款可以與wifi接收模塊硬件設備配對連接通信的手機app。B、用wifi接收模塊、單片機、繼電器、轉換器、譯碼器等元件設計出可接收和發送wifi信號的接收模塊。C、編程控制接收處理來自app端的控制命令，實現控制繼電器開閉的目的，并燒錄入單片機中。D、軟硬件的配對，給每一個硬件分配一個唯一標示的字符串，app索引到硬件設備的時候需要正確的填寫硬件設備的標識碼才能與之配對（標識碼附在硬件設備包裝上）。E、改造開關，將普通開關通過按鈕控制的電路變成通過控制器上繼電器控制的電路。

4 研發材料

wifi模塊；單片機；繼電器；穩壓芯片；變壓器；插座。

[參考文獻]

[1]Wallace Jackson，著.《Android應用開發入門》.2013.

[2]趙啟朋，著.《Android典型技術模塊開發詳解》.2012.

[3]孫雷，著.《無線傳感器網絡概論》.2012.

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