物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術及應用 課件 項目三基于Wi-Fi的智能家居聯(lián)動

項目三基于Wi-Fi的智能家居聯(lián)動01智能家居項目通過項目二，我們已經(jīng)完成了ZigBee的無線組網(wǎng)，實現(xiàn)了底層的傳感器、控制器、報警器等相關設備的無線組網(wǎng)，搭建了本地局域網(wǎng)絡，實現(xiàn)了智能家居項目中的底層數(shù)據(jù)匯聚和傳輸。本項目將實現(xiàn)底層數(shù)據(jù)的遠程傳輸和云端傳輸功能，以及數(shù)據(jù)的應用層開發(fā)和應用。項目介紹基于wifi的智能家居聯(lián)動02任務一Wi-Fi控制通信了解Wi-Fi無線通信了解Wi-Fi的無線通信原理、特點以及應用，熟悉Wi-Fi模塊的AT指令手冊。配置AT指令根據(jù)需求配置AT指令，實現(xiàn)Wi-Fi的配置。職業(yè)技能目標任務描述與需求通信距離與速度掌握如何通過AT指令設置Wi-Fi模塊的通信距離和速度，以確保穩(wěn)定的網(wǎng)絡連接。了解Wi-Fi模塊了解Wi-Fi模塊及其通信時的AT指令，能夠通過AT指令實現(xiàn)Wi-Fi模塊通信。知識梳理了解IEEE802.11系列標準的發(fā)展與演變，包括IEEE802.11-1997、IEEE802.11b、IEEE802.11a等。Wi-Fi標準與特性WLAN是設備利用射頻技術在免授權頻段中進行無線連接，在局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡。WLAN通常由站點、接入點、無線介質(zhì)和分布式系統(tǒng)等部分組成，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡的通信和連接。WLAN與IEEE802.11Wi-Fi技術是世界上最熱門的WLAN標準，早期專門指代IEEE802.11b，后成為IEEE802.11家族的代名詞。Wi-Fi的發(fā)展01020403WLAN的組成及拓撲結(jié)構(gòu)03Wi-Fi模塊及相關AT指令ESP8266ESP8266是一款超低功耗的UART-Wi-Fi透傳模塊，擁有業(yè)內(nèi)極富競爭力的封裝尺寸和超低能耗技術。封裝方式ESP8266有多種封裝方式，天線可支持板載PCB天線、IPEX接口和郵票孔接口三種形式。應用領域ESP8266可廣泛應用于智能電網(wǎng)、智能交通、智能家居、手持設備、工業(yè)控制等領域。產(chǎn)品特性支持IEEE802.11b/g/n標準，三種工作模式，內(nèi)置TCP或IP協(xié)議棧，支持多路TCPClient連接。硬件介紹ESP8266硬件接口豐富，可支持UART、I2C、PWM、GPIO、ADC等，適用于各種物聯(lián)網(wǎng)的應用場合。工作模式ESP8266支持STA、AP、STA+AP三種工作模式，可兼作應用處理器，超低能耗，適合為電池供電。Wi-Fi模塊及相關AT指令010402050306測試AT語法規(guī)則如表3-1-1所示，確保AT指令能夠正確執(zhí)行。測試ATAT+CWMODE，用于選擇Wi-Fi的應用模式選擇Wi-Fi應用模式AT+CWLAP，用于列出當前可用的接入點列出當前可用接入點Wi-Fi的AT指令配置Wi-Fi的AT指令配置設置AP模式下的參數(shù)AT+CWSAP，用于設置AP模式下的相關參數(shù)。退出接入點AT+CWQAP，用于退出當前接入的接入點。加入接入點AT+CWJAP，用于加入指定的接入點。AT+CIPSTART，用于建立TCP或UDP連接。建立TCP/UDP連接AT+CIPSTATUS，用于獲取TCP或UDP連接的當前狀態(tài)。獲得TCP/UDP連接狀態(tài)AT+CIPMUX，用于啟動多路連接模式。啟動多路連接模式Wi-Fi的AT指令配置發(fā)送數(shù)據(jù)AT+CIPCLOSE，用于關閉TCP或UDP連接。關閉TCP/UDP連接獲取本地IP地址AT+CIFSR，用于獲取本地IP地址，。AT+CIPSEND，用于發(fā)送數(shù)據(jù)。Wi-Fi的AT指令配置Wi-Fi的AT指令配置選擇TCP/IP應用模式AT+CIPMODE，用于選擇TCP或IP的應用模式。設置服務器主動斷開連接的超時時間AT+CIPSTO，用于設置服務器主動斷開連接的超時時間。設置波特率AT+CIOBAUD，用于設置波特率。發(fā)送AT指令開啟服務器模式設置AP模式收發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送AT指令，若使用帶Wi-Fi模塊的接口，則不會有硬件連接錯誤的情況，所以可以不發(fā)送AT指令。開啟服務器模式。發(fā)送“AT+CIPMUX=1”和“AT+CIPSERVER=1,6666”指令，因為在開啟多路連接模式時才能開啟服務器模式。發(fā)送“AT+CWMODE=2”或者“AT+CWMODE=3”指令。指令格式為AT+CWMODE=<mode>，其中，<mode>為1（STA模式）、2（AP模式）、3（STA+AP模式）。響應返回數(shù)據(jù)：OK。設置AP模式。通過網(wǎng)絡調(diào)試助手在TCPClient模式，下添加“IP：192.168.4.1（模塊默認的IP地址），端口6666（上一步設置的）”來收發(fā)數(shù)據(jù)。AT指令操作說明04Wi-Fi接收溫度任務描述與需求職業(yè)技能目標能夠根據(jù)項目需求設計項目流程。能夠完成CC2530單片機與Wi-Fi模塊的接口程序，并組建Wi-Fi網(wǎng)絡。任務描述與需求能夠通過微處理器采集溫度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過Wi-Fi傳輸至檢測終端。項目實施項目相關電路圖DS18B20輸出引線：紅色（VCC）、白色（DATA）、黑色（GND）或者為紅色（VCC）、綠色（DATA）、黃色（GND），焊接時DS18B20的白色或綠色引線在接插件3只引腳的中間，將DS18B20的紅色引線插入開發(fā)板P10的3.3V就可以使用了。實驗中用到了串口和P0_7，前面已詳細講解了串口相關寄存器的配置與使用，此處不再贅述。DS18B20程序采用模塊化編程思想，僅需調(diào)用溫度讀取函數(shù)，移植到其他平臺也非常容易。DS18B20接線和實物如圖3-2-1所示。main函數(shù)作為程序的主入口，實現(xiàn)了串口、Wi-Fi模塊、LED、溫度傳感器的初始化，采集數(shù)據(jù)后通過計算機或者手機的Wi-Fi連接至網(wǎng)絡中運行的服務器來接收程序，并進行數(shù)據(jù)采集和控制。voidmain(void)Get_DS18B20函數(shù)為溫度傳感器驅(qū)動函數(shù)，相關代碼如下。.charGet_DS18B20(void)向Wi-Fi模塊發(fā)送AT指令來控制Wi-Fi模塊charSendDataToWifi(char*str,intlen)向Wi-Fi模塊發(fā)送AT指令來控制Wi-Fi模塊，檢測Wi-Fi模塊返回的數(shù)據(jù)中有無“OK”。如果沒有“OK”，那么LED1燈閃爍以提示用戶檢查硬件連接。charSendAT(char*string)核心代碼介紹05Wi-Fi環(huán)境采集目標任務描述職業(yè)技能目標能夠基于協(xié)議棧進行環(huán)境采集。能夠使用Wi-Fi模塊接收協(xié)調(diào)器采集的終端環(huán)境數(shù)據(jù)。任務描述與需求能夠通過協(xié)調(diào)器和終端進行ZigBee無線組網(wǎng)，通過無線組網(wǎng)將ZigBee終端數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器和Wi-Fi模塊通過串口進行數(shù)據(jù)通信，ZigBee終端與Wi-Fi模塊連接，并接收Wi-Fi模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)。CC2530串口功能介紹CC2530芯片具有兩個多功能串口：USART0和USART1。每個串口支持異步UART和同步SPI模式。串口功能可配置在備用I/O引腳上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)數(shù)據(jù)位：支持8位或9位數(shù)據(jù)傳輸。校驗方式：可配置奇校驗、偶校驗或無校驗。起始位和停止位：可配置電平。數(shù)據(jù)發(fā)送順序：可選擇最低有效位或最高有效位優(yōu)先。中斷和DMA：支持獨立接收中斷和DMA觸發(fā)。USART模式的功能特性PERCFG:控制外設功能。P2DIR:控制端口方向和外設優(yōu)先級。IEN0:使能中斷。IRCON2:中斷標志。UxCSR/UxUCR/UxGCR:控制USART的工作狀態(tài)。UxBUF:數(shù)據(jù)緩沖。UxBAUD:控制波特率。關鍵寄存器及其作用1.配置串口備用位置和外設控制寄存器。2.配置I/O端口，如P0_2和P0_3用于USART0。3.設置端口外設優(yōu)先級。4.配置USART0的控制和狀態(tài)寄存器。5.設置波特率為115200bps。6.清零中斷標志位，配置中斷使能。串口配置流程ESP8266初始化staticuint8InitESP8266(void)函數(shù)用于初始化ESP8266模塊，為其配置相關的參數(shù)和模式，以確保其能夠