WIFI智能远控开关的研究与设计

周陆洲　梁小龙

摘 要：目前，智能家居（物联网）逐渐走进人们的视野，但整套的智能家居系统价格较为昂贵，而且安装较为繁琐，因此我们推出小的智能远控系统（开关），它由两个模块（软件、硬件）组成，并具有使用便捷、安全性高、价格低廉、体积小等特点。这正好弥补了整套智能家居系统所体现出来的问题。

关键词：WIFI模块；智能家居；APP；开关

1 引言

智能家居作为一个新生产业，处于一个导入期与成长期的临界点，目前人们的消费观念并未形成，消费水平相对低下，现在做全套的智能家居系统，成本较高，安装时价格也相当昂贵，但小的智能开关系统，其价格相对低廉、安全性能较高、种类形态多样（可内嵌、可外置）而且使用极其便捷。并且其适用对象较为广泛，如：家庭、学校、商城、公司等。

2 采用的主要技术及基本原理

⑴项目的基本科学原理。以wifi无线信号的发射和接收为根据，利用智能手机或者pad上的wifi网络功能，实现对开关的远程控制。具体来讲就是，在手机上安装一款app，当需要打开家里某个房间的灯时，只需打开手机app，开启wifi，app将自动识别并连接到远控开关的硬件控制器上，建立通信，这时点击app上的按钮，手机app将会通过wifi无线网络向硬件控制器上发射一个特定的字符串，控制器接收到命令信号并分析判断信号的类型，同时控制与之相连接的继电器做出不同的反应（断开或者闭合某个电路），当命令在硬件控制器上执行成功的时候，控制器会给手机app一个回馈，即命令执行成功或者失败的报告，手机app接收到回馈之后更改目标房间里电灯当前的状态。

⑵成熟技术的采用。主要需要手机app或者pad上应用的开发，和硬件的wifi接收模块等。手机app的开发，在软件市场上已经非常成熟，不必多言。wifi接收模块也可以在市场上廉价购得，通过对接收模块与各个元器件的拼接，就组成了需要的硬件部分，然后给硬件写入处理不同命令的程序，就能实现接收手机命令信号处理判断做出反应的目的。这在技术上，是完全可以实现的。

当公司达到一定规模的时候，就可以自行根据自己的需要设计wifi接收模块的电路，自行印刷电路板，降低成本。

⑶关键技术描述。主要技术有手机app关于wifi信号的发送识别处理技术、wifi接收模块接收信号并对信号处理的技术、app识别硬件设备并与之配对的技术。

手机app关于wifi信号的发送识别处理技术：手机上的wifi功能一般只是用来连接无线网络的，需要用wifi信号作为控制信号，通过实验来选用一种安全、稳定、精短、容错率高又易于识别的编码来作为控制命令。App要同时具备发送和接收判断处理的能力（发送一次命令不能成功打开或者关闭电源的时候，app需要自动的发送第二次第三次控制命令）。

wifi接收模块接收信号并对信号处理的技术：手机发送的控制命令，即一个特定的字符串，被wifi信号接收模块接收之后，要通过单片机的嵌入式编程来识别判断命令的内容，并用单片机控制继电器做出不同的处理。

app识别硬件设备并与之配对的技术：当一个用户需要控制多个开关，即需要用多个硬件设备的时候，为了区别不同的硬件设备，这就需要给不同的硬件设备编码，给每一个控制器用程序贴上一个标签，只有通过控制器特定的标识码才能用手机app与之配对把那个控制，这样也可以防止外人恶意的控制你家的用电设备。

⑷性能指标数据及关键技术指标。A.wifi信号接收器的控制范围：采用TLN13UA06串口wifi模块，具备超强的传输能力，无障碍的传输距离达450m，穿墙的传输距离也有50m，可以保证用户的基本需要。B.信号的接收率：当硬件控制模块接收到控制命令的时候会给app一个反馈，当app收不到反馈的时候就会自动重新发送，直到信号被准确接收为止，因此可以认为信号的接收率为100%。C.App对硬件控制器的识别：app发送信号的时候，控制信号中就包含有相应硬件的识别码，这个识别码是唯一确定的，独一无二的，只有被写入特定识别码的控制器才会执行特定的命令，因此，app对控制器的识别是绝对的，安全的。D.控制器对信号的接收和判断：信号在传输的过程中可能会丢失部分数据造成数据的不完整，但可以用一种特殊的编码来编码控制命令，提升控制命令的容错率，即使控制器接收到的控制命令有部分的错误，一样可以正确的做出判断。

关键技术指标：硬件控制器接收信号并做出正确的判断。

3 项目技术实现的具体方法

A、开发一款可以与wifi接收模块硬件设备配对连接通信的手机app。B、用wifi接收模块、单片机、继电器、转换器、译码器等元件设计出可接收和发送wifi信号的接收模块。C、编程控制接收处理来自app端的控制命令，实现控制继电器开闭的目的，并烧录入单片机中。D、软硬件的配对，给每一个硬件分配一个唯一标示的字符串，app索引到硬件设备的时候需要正确的填写硬件设备的标识码才能与之配对（标识码附在硬件设备包装上）。E、改造开关，将普通开关通过按钮控制的电路变成通过控制器上继电器控制的电路。

4 研发材料

wifi模块；单片机；继电器；稳压芯片；变压器；插座。

[参考文献]

[1]Wallace Jackson，著.《Android应用开发入门》.2013.

[2]赵启朋，著.《Android典型技术模块开发详解》.2012.

[3]孙雷，著.《无线传感器网络概论》.2012.

[4]任泰明，著.《TCP/IP协议与网络编程》.2010.