物联网组网技术及应用 课件 项目三基于Wi-Fi的智能家居联动

项目三基于Wi-Fi的智能家居联动01智能家居项目通过项目二，我们已经完成了ZigBee的无线组网，实现了底层的传感器、控制器、报警器等相关设备的无线组网，搭建了本地局域网络，实现了智能家居项目中的底层数据汇聚和传输。本项目将实现底层数据的远程传输和云端传输功能，以及数据的应用层开发和应用。项目介绍基于wifi的智能家居联动02任务一Wi-Fi控制通信了解Wi-Fi无线通信了解Wi-Fi的无线通信原理、特点以及应用，熟悉Wi-Fi模块的AT指令手册。配置AT指令根据需求配置AT指令，实现Wi-Fi的配置。职业技能目标任务描述与需求通信距离与速度掌握如何通过AT指令设置Wi-Fi模块的通信距离和速度，以确保稳定的网络连接。了解Wi-Fi模块了解Wi-Fi模块及其通信时的AT指令，能够通过AT指令实现Wi-Fi模块通信。知识梳理了解IEEE802.11系列标准的发展与演变，包括IEEE802.11-1997、IEEE802.11b、IEEE802.11a等。Wi-Fi标准与特性WLAN是设备利用射频技术在免授权频段中进行无线连接，在局部范围内建立的网络。WLAN通常由站点、接入点、无线介质和分布式系统等部分组成，实现无线网络的通信和连接。WLAN与IEEE802.11Wi-Fi技术是世界上最热门的WLAN标准，早期专门指代IEEE802.11b，后成为IEEE802.11家族的代名词。Wi-Fi的发展01020403WLAN的组成及拓扑结构03Wi-Fi模块及相关AT指令ESP8266ESP8266是一款超低功耗的UART-Wi-Fi透传模块，拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术。封装方式ESP8266有多种封装方式，天线可支持板载PCB天线、IPEX接口和邮票孔接口三种形式。应用领域ESP8266可广泛应用于智能电网、智能交通、智能家居、手持设备、工业控制等领域。产品特性支持IEEE802.11b/g/n标准，三种工作模式，内置TCP或IP协议栈，支持多路TCPClient连接。硬件介绍ESP8266硬件接口丰富，可支持UART、I2C、PWM、GPIO、ADC等，适用于各种物联网的应用场合。工作模式ESP8266支持STA、AP、STA+AP三种工作模式，可兼作应用处理器，超低能耗，适合为电池供电。Wi-Fi模块及相关AT指令010402050306测试AT语法规则如表3-1-1所示，确保AT指令能够正确执行。测试ATAT+CWMODE，用于选择Wi-Fi的应用模式选择Wi-Fi应用模式AT+CWLAP，用于列出当前可用的接入点列出当前可用接入点Wi-Fi的AT指令配置Wi-Fi的AT指令配置设置AP模式下的参数AT+CWSAP，用于设置AP模式下的相关参数。退出接入点AT+CWQAP，用于退出当前接入的接入点。加入接入点AT+CWJAP，用于加入指定的接入点。AT+CIPSTART，用于建立TCP或UDP连接。建立TCP/UDP连接AT+CIPSTATUS，用于获取TCP或UDP连接的当前状态。获得TCP/UDP连接状态AT+CIPMUX，用于启动多路连接模式。启动多路连接模式Wi-Fi的AT指令配置发送数据AT+CIPCLOSE，用于关闭TCP或UDP连接。关闭TCP/UDP连接获取本地IP地址AT+CIFSR，用于获取本地IP地址，。AT+CIPSEND，用于发送数据。Wi-Fi的AT指令配置Wi-Fi的AT指令配置选择TCP/IP应用模式AT+CIPMODE，用于选择TCP或IP的应用模式。设置服务器主动断开连接的超时时间AT+CIPSTO，用于设置服务器主动断开连接的超时时间。设置波特率AT+CIOBAUD，用于设置波特率。发送AT指令开启服务器模式设置AP模式收发数据发送AT指令，若使用带Wi-Fi模块的接口，则不会有硬件连接错误的情况，所以可以不发送AT指令。开启服务器模式。发送“AT+CIPMUX=1”和“AT+CIPSERVER=1,6666”指令，因为在开启多路连接模式时才能开启服务器模式。发送“AT+CWMODE=2”或者“AT+CWMODE=3”指令。指令格式为AT+CWMODE=<mode>，其中，<mode>为1（STA模式）、2（AP模式）、3（STA+AP模式）。响应返回数据：OK。设置AP模式。通过网络调试助手在TCPClient模式，下添加“IP：192.168.4.1（模块默认的IP地址），端口6666（上一步设置的）”来收发数据。AT指令操作说明04Wi-Fi接收温度任务描述与需求职业技能目标能够根据项目需求设计项目流程。能够完成CC2530单片机与Wi-Fi模块的接口程序，并组建Wi-Fi网络。任务描述与需求能够通过微处理器采集温度数据，并将数据通过Wi-Fi传输至检测终端。项目实施项目相关电路图DS18B20输出引线：红色（VCC）、白色（DATA）、黑色（GND）或者为红色（VCC）、绿色（DATA）、黄色（GND），焊接时DS18B20的白色或绿色引线在接插件3只引脚的中间，将DS18B20的红色引线插入开发板P10的3.3V就可以使用了。实验中用到了串口和P0_7，前面已详细讲解了串口相关寄存器的配置与使用，此处不再赘述。DS18B20程序采用模块化编程思想，仅需调用温度读取函数，移植到其他平台也非常容易。DS18B20接线和实物如图3-2-1所示。main函数作为程序的主入口，实现了串口、Wi-Fi模块、LED、温度传感器的初始化，采集数据后通过计算机或者手机的Wi-Fi连接至网络中运行的服务器来接收程序，并进行数据采集和控制。voidmain(void)Get_DS18B20函数为温度传感器驱动函数，相关代码如下。.charGet_DS18B20(void)向Wi-Fi模块发送AT指令来控制Wi-Fi模块charSendDataToWifi(char*str,intlen)向Wi-Fi模块发送AT指令来控制Wi-Fi模块，检测Wi-Fi模块返回的数据中有无“OK”。如果没有“OK”，那么LED1灯闪烁以提示用户检查硬件连接。charSendAT(char*string)核心代码介绍05Wi-Fi环境采集目标任务描述职业技能目标能够基于协议栈进行环境采集。能够使用Wi-Fi模块接收协调器采集的终端环境数据。任务描述与需求能够通过协调器和终端进行ZigBee无线组网，通过无线组网将ZigBee终端数据发送给协调器，协调器和Wi-Fi模块通过串口进行数据通信，ZigBee终端与Wi-Fi模块连接，并接收Wi-Fi模块发送的数据。CC2530串口功能介绍CC2530芯片具有两个多功能串口：USART0和USART1。每个串口支持异步UART和同步SPI模式。串口功能可配置在备用I/O引脚上USART0:USART0:位置1:P0_2(RX),P0_3(TX)位置2:P1_4(RX),P1_5(TX)USART1:位置1:P0_5(RX),P0_4(TX)位置2:P1_7(RX),P1_6(TX)数据位：支持8位或9位数据传输。校验方式：可配置奇校验、偶校验或无校验。起始位和停止位：可配置电平。数据发送顺序：可选择最低有效位或最高有效位优先。中断和DMA：支持独立接收中断和DMA触发。USART模式的功能特性PERCFG:控制外设功能。P2DIR:控制端口方向和外设优先级。IEN0:使能中断。IRCON2:中断标志。UxCSR/UxUCR/UxGCR:控制USART的工作状态。UxBUF:数据缓冲。UxBAUD:控制波特率。关键寄存器及其作用1.配置串口备用位置和外设控制寄存器。2.配置I/O端口，如P0_2和P0_3用于USART0。3.设置端口外设优先级。4.配置USART0的控制和状态寄存器。5.设置波特率为115200bps。6.清零中断标志位，配置中断使能。串口配置流程ESP8266初始化staticuint8InitESP8266(void)函数用于初始化ESP8266模块，为其配置相关的参数和模式，以确保其能够