基于WIFI技术的开关控制电路设计

摘 要 智能家居技术已经成为目前电子设计的一个热点。而实现智能家居的一个基础环节，是可以通过WiFi技术，对家电产品的工作状态进行控制。本选题拟采用WiFi技术，设计和制作基于WiFi技术的家庭电路开关控制系统。

【关键词】智能家居 WiFi技术 开关电路

1 引言

智能家居技术已经成为目前电子设计的一个热点。智能家居提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境，是在互联网的影响之下物联化体现。Android智能手机通过WiFi去控制电路的开关将会带来巨大的影响。本文主要是阐述家庭电路的开关控制系统，因为电路开关是家庭生活中不可缺少的日常电路应用。整个电路系统主要由手机终端、WiFi中转、STM32主控中心组成，通过WiFi实现信息的传输，达到控制的目的。

2 系统相关工作原理

2.1 开关电路控制原理

本课题通过借用STM32作为主控中心，同时采用多个继电器开关，组成开关电路。STM32通过WiFi模块来接收手机终端发过来的控制信号，根据信号去控制电路的开关，同时反馈电路的开关状态，让我们实时掌握家里电器开关状态。

2.2 WiFi技术

相比于有线通信，无线通信具有安装和布线简单的优点，但是抗干扰性比有线控制差。WiFi通信技术是无线通信技术的一种，它的优点是智能手机可以通过局域网进行控制，甚至是远程控制。同时，它的节点可以任意扩充，不会破坏现有的一些装修。这些优点用于手机无线控制，是再好不过了。

3 系统硬件设计

电路系统结构如图1所示。Android手机终端发送信息，通过WiFi模块，传输给控制器，控制器做出判断并且响应。该系统主要是依赖于WiFi技术，尤其是WiFi模块，它是控制器接收信息的来源，这两者结合起来，才能实现整个控制流程。主控中心STM32主要是响应控制信息，直接控制继电器开关，达到控制目的。

4 系统软件设计

4.1 Android控制部分

本程序通过安卓端建立与后台的连接，发送控制信息给后台，控制灯泡的开关，并接收后台发送过来的信息，进行相应的控制判断。

建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket。

套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。

客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

4.2 STM32控制部分

开始进入main函数进行 μC/OS-II初始化，建立三个任务led0_task（），led1_task（），control_task（），闪烁LED灯，判断系统是否正常运行，并根据串口中断返回的信息进行多路开关的控制机（四路）。

在系统开始执行前，允许串口中断，编写串口中断处理函数USART1_IRQHandler（），将WIFI模块的串口发送的信息接受，并根据不同的字符执行不同的动作（开关某路特定开关），再将执行后的信息返回WIFI模块。软件实现流程图如图2所示。

5 系统性能测试

第一部分是手机终端WiFi与STM32的WiFi模块的连接：首先开启WiFi模块，发出信号，然后手机终端连接WiFi，并创建服务，选择合适的端口。如果连接成功，会显示“已成功连接”；如果不成功，则会出现错误的提示。第二部分是开关电路的控制：当STM32接收到手机终端的信号时，根据信号内容判别电路的开关。在手机终端上按下“开”的按钮，电路开关闭合，电灯被点亮；按下“关”的按钮后，电路开关断开，电灯灭，至此，说明开关通断功能完成。

6 结束语

通过本课题的研究，结合硬件和软件的设计，实现了手机终端无线控制电路的开关，这一成果对于家庭来说，将会有很大的好处。如今，智能家居的概念深入人心，如果重新搭建完整的智能家居系统，需要很大的开销。而开关电路只需要采用一个MCU，然后通过继电器接入到线路中，这样极大的降低了成本，保持了现有的装饰，简单而实用地控制家里的电器，体验科技带来的便捷。

参考文献

[1]喻金钱.STM32F系列ARMCortex-M3核微控制器开发与应用[M].北京：清华出版社，2011.

[2]任哲.嵌入式实时操作系统μC/OS-II原理及应用（第二版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009.

作者简介

汪模迪（1992-），男，广东省茂名市人。现为广东工业大学信息工程学院测控技术与仪器专业12级本科生。

华文健（1992-），男，广东省韶关市人。现为广东工业大学信息工程学院测控技术与仪器专业12级本科生。

黄佩康（1992-），男，广东省肇庆市人。现为广东工业大学信息工程学院通信工程专业12级本科生。

车德华（1992-），男，广东省茂名市人。现为广东工业大学计算机学院软件工程专业12级本科生。

作者单位

1.广东工业大学信息工程学院 广东省广州市 510006

2.广东工业大学计算机学院 广东省广州市 510006