宜居插控

呂欣怡　彭茂　王偉

摘 要：文章在根據目前物聯網的發展狀況，設計了一種STM32開發平臺的WIFI模塊，該模塊能實現串口到WIFI數據包的雙向透明轉發，通過安卓APP實現雙方的通信。最終依照設計完成了模塊的開發與設計過程。該文主要是基于STM32平臺上開發的一種WiFi模塊數據的收發，實現了數據在手機終端上的顯示和終端對WiFi模塊控制的功能。

關鍵詞：WIFI STM32 WIFI模塊 模塊實測

中圖分類號：C913.31 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（c）-0250-02

當今物聯網技術發展迅速，無線終端已經融入到了我們的生活中，無論是智能手機還是筆記本，WiFi功能都是必備的。目前WiFi技術主要還是應用在手機終端上，但隨著網絡技術的發展，WiFi技術已經運用到廣泛的領域中，在大城市中已經實現無線網覆蓋。為各種WiFi技術的應用提供了堅實的基礎，該文正是開發并實現基于一種嵌入式開發平臺STM32的WiFi模塊，將嵌入式設備運用到家庭生活中。

1 宜居插控的系統結構和組成

該設計的控制器由STM32（STM32F103ZET6）為主控，對WIFI模塊、溫濕度傳感器、繼電器等進行控制。具體過程為：宜居插控是利用AndroidAPP實現多功能智能插板，該智能插板實現以下幾個功能：通過溫濕度傳感器DHT11獲取溫濕度，通過串口傳輸到WiFi模塊后傳送至客戶端，通過手機客戶端能控制繼電器的打開和關閉。系統控制結構框圖如圖1所示。

1.1 STM32開發平臺

STM32是意法半導體基于ARM Cortex-M處理器架構的一系列微處理器的總稱。STM32系列是基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM。它被應用于各個領域，如，醫療和應用控制、報警系統等。考慮到STM32的各種優點，該文選用STM32F103ZET6作為STM32模塊的核心，STM32F103Zx屬于STM32的增強型系列，工作頻率為72 MHz，內置高速存儲器（高達512 K字節的閃和64 K字節的SRAM），豐富增強I/O端口和聯接到兩條APB總線的外設。STM32F103xx大容量增強型系列工作于-40 °C～+105 °C的溫度范圍，供電電壓2.0～3.6 V，一系列的省電模式保證低功耗應用的要求。

1.2 WiFi開發模塊

USR-WIFI232-T模組是一款一體化的802.11 b/g/nWiFi的低功耗嵌入式WiFi-模組，提供了一種將用戶的物理設備連接到WiFi無線網絡上，并提供UART數據傳輸接口的解決方案。通過該模組，傳統的低端串口設備或MCU控制的設備可以很方便的接入WiFi無線網絡，從而實現物聯網控制與管理。該模組硬件上集成了MAC，基頻芯片，射頻收發單元，以及功率放大器，嵌入式的固件則支持WiFi協議及配置，以及組網的TCP/IP協議棧。具有超高的性價比，適用于電池供電，支持STA/AP/STA+AP共存模式，支持Smart Link智能聯網功能。這塊芯片具有較小的尺寸，在使用上節省了很大的空間。適用WLAN相比于有線網絡，靈活性更強。該文中主要采用的模塊如圖2所示。

2 WiFi模塊架構與硬件控制電路

2.1 WiFi模塊架構

WiFi模塊主要包括3個部分，分別為數據源、STM32開發平臺和WiFi模塊。在該項目中要實現功能需要進行完成以下目標。

（1）實現對WiFi模塊設置與控制，完成與網絡連接及數據收發。（2）實現終端與服務器的登錄、主被叫通信簡歷等信令命令。（3）實現客戶端和開發平臺的可靠數據傳輸。各部分間聯系架構如圖3所示。

2.2 穩壓部分電路設計

該系統所設計穩壓電路輸入為12 V，輸出為3.3 V。以滿足系統中對繼電器、WiFi模塊和STM32的供電要求。電路圖如圖4所示。

3 模塊實測

3.1 WiFi模塊的工作流程

模塊的工作流程包括發送流程和接收流程，對于發送流程而言，當WiFi模塊初始化后就會去連接網絡，當連接成功后，就會將STM32獲取的各個數據通過串口傳輸到WiFi模塊，然后WiFi模塊將數據打包并發送至客戶端，通信結束。對于接收流程而言與接收流程類似，只是對于數據的處理，與發送過程正好相反。

3.2 網絡環境的實現

在該項目中，根據項目的需求，需要將WiFi模塊設置為STA模式連接上路由器的AP站點。將路由器連接互聯網才能實現功能（需要注意的是路由器的IP為公網的IP）。

4 實驗結果

該系統在測試過程中，一切運行正常，能夠正常實現通過溫濕度傳感器DHT11獲取溫濕度，通過串口傳輸到WiFi模塊后傳送至客戶端，通過手機客戶端能控制繼電器的打開和關閉。實驗結果表明，該系統可以準確的測量環境溫濕度功能，用戶可在APP上采取相應的動作。相比于傳統的手動控制，智能系統為人們的生活帶來了更方便、更快捷地服務。此系統具有準確性、便捷性，制作成本低，便于應用等特點。

5 結語

該文主要是基于STM32平臺上開發的一種WiFi模塊數據的收發，實現了數據在手機終端上的顯示和終端對WiFi模塊控制的功能。在開發過程中，實現了WiFi模塊的連網、注冊、發送數據，并且保證了模塊的穩定性和數據的完整性。同時我們看到，模塊在商用上有很大的價值，在測試過程中，表現出了穩定、靈活、高效的特點，若將其運用到工業，農業等各個領域，很可能將迎來一次新的變革。

參考文獻

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