宜居插控

吕欣怡　彭茂　王伟

摘 要：文章在根据目前物联网的发展状况，设计了一种STM32开发平台的WIFI模块，该模块能实现串口到WIFI数据包的双向透明转发，通过安卓APP实现双方的通信。最终依照设计完成了模块的开发与设计过程。该文主要是基于STM32平台上开发的一种WiFi模块数据的收发，实现了数据在手机终端上的显示和终端对WiFi模块控制的功能。

关键词：WIFI STM32 WIFI模块 模块实测

中图分类号：C913.31 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（c）-0250-02

当今物联网技术发展迅速，无线终端已经融入到了我们的生活中，无论是智能手机还是笔记本，WiFi功能都是必备的。目前WiFi技术主要还是应用在手机终端上，但随着网络技术的发展，WiFi技术已经运用到广泛的领域中，在大城市中已经实现无线网覆盖。为各种WiFi技术的应用提供了坚实的基础，该文正是开发并实现基于一种嵌入式开发平台STM32的WiFi模块，将嵌入式设备运用到家庭生活中。

1 宜居插控的系统结构和组成

该设计的控制器由STM32（STM32F103ZET6）为主控，对WIFI模块、温湿度传感器、继电器等进行控制。具体过程为：宜居插控是利用AndroidAPP实现多功能智能插板，该智能插板实现以下几个功能：通过温湿度传感器DHT11获取温湿度，通过串口传输到WiFi模块后传送至客户端，通过手机客户端能控制继电器的打开和关闭。系统控制结构框图如图1所示。

1.1 STM32开发平台

STM32是意法半导体基于ARM Cortex-M处理器架构的一系列微处理器的总称。STM32系列是基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM。它被应用于各个领域，如，医疗和应用控制、报警系统等。考虑到STM32的各种优点，该文选用STM32F103ZET6作为STM32模块的核心，STM32F103Zx属于STM32的增强型系列，工作频率为72 MHz，内置高速存储器（高达512 K字节的闪和64 K字节的SRAM），丰富增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。STM32F103xx大容量增强型系列工作于-40 °C～+105 °C的温度范围，供电电压2.0～3.6 V，一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。

1.2 WiFi开发模块

USR-WIFI232-T模组是一款一体化的802.11 b/g/nWiFi的低功耗嵌入式WiFi-模组，提供了一种将用户的物理设备连接到WiFi无线网络上，并提供UART数据传输接口的解决方案。通过该模组，传统的低端串口设备或MCU控制的设备可以很方便的接入WiFi无线网络，从而实现物联网控制与管理。该模组硬件上集成了MAC，基频芯片，射频收发单元，以及功率放大器，嵌入式的固件则支持WiFi协议及配置，以及组网的TCP/IP协议栈。具有超高的性价比，适用于电池供电，支持STA/AP/STA+AP共存模式，支持Smart Link智能联网功能。这块芯片具有较小的尺寸，在使用上节省了很大的空间。适用WLAN相比于有线网络，灵活性更强。该文中主要采用的模块如图2所示。

2 WiFi模块架构与硬件控制电路

2.1 WiFi模块架构

WiFi模块主要包括3个部分，分别为数据源、STM32开发平台和WiFi模块。在该项目中要实现功能需要进行完成以下目标。

（1）实现对WiFi模块设置与控制，完成与网络连接及数据收发。（2）实现终端与服务器的登录、主被叫通信简历等信令命令。（3）实现客户端和开发平台的可靠数据传输。各部分间联系架构如图3所示。

2.2 稳压部分电路设计

该系统所设计稳压电路输入为12 V，输出为3.3 V。以满足系统中对继电器、WiFi模块和STM32的供电要求。电路图如图4所示。

3 模块实测

3.1 WiFi模块的工作流程

模块的工作流程包括发送流程和接收流程，对于发送流程而言，当WiFi模块初始化后就会去连接网络，当连接成功后，就会将STM32获取的各个数据通过串口传输到WiFi模块，然后WiFi模块将数据打包并发送至客户端，通信结束。对于接收流程而言与接收流程类似，只是对于数据的处理，与发送过程正好相反。

3.2 网络环境的实现

在该项目中，根据项目的需求，需要将WiFi模块设置为STA模式连接上路由器的AP站点。将路由器连接互联网才能实现功能（需要注意的是路由器的IP为公网的IP）。

4 实验结果

该系统在测试过程中，一切运行正常，能够正常实现通过温湿度传感器DHT11获取温湿度，通过串口传输到WiFi模块后传送至客户端，通过手机客户端能控制继电器的打开和关闭。实验结果表明，该系统可以准确的测量环境温湿度功能，用户可在APP上采取相应的动作。相比于传统的手动控制，智能系统为人们的生活带来了更方便、更快捷地服务。此系统具有准确性、便捷性，制作成本低，便于应用等特点。

5 结语

该文主要是基于STM32平台上开发的一种WiFi模块数据的收发，实现了数据在手机终端上的显示和终端对WiFi模块控制的功能。在开发过程中，实现了WiFi模块的连网、注册、发送数据，并且保证了模块的稳定性和数据的完整性。同时我们看到，模块在商用上有很大的价值，在测试过程中，表现出了稳定、灵活、高效的特点，若将其运用到工业，农业等各个领域，很可能将迎来一次新的变革。

参考文献

[1] 谢希仁.计算机网络[M].北京：电子工业出版社，2008.

[2] 陈建明.自动控制理论 [M].北京：电子工业出版社，2009.

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[4] 意法半导体.STM32F103数据手册[Z].北京：意法半导体，2007.