基于手机WiFi控制的智能家用电器系统

逯 柳

（哈尔滨石油学院信息工程学院，黑龙江 哈尔滨 150027）

基于手机WiFi控制的智能家用电器系统

逯 柳

（哈尔滨石油学院信息工程学院，黑龙江 哈尔滨 150027）

随着社会群众日益提高的生活水平，以及网络的覆盖面逐渐加大，千家万户的电器设备已经逐步实现传统化向智能化的转变。但是不同家电的安放位置也不一样，所以用户对家电的掌控在距离上有局限。这些年，移动网络、智能家电已经进入了千家万户，是生活中不可或缺的一部分。本文重点研究了手机WiFi控制的智能家用电器系统，WiFi模块通过单片机控制继电器，研究设计出一个WiFi遥控接收系统，以WiFi信号作为传递信息的载体，可对受控对象的工作状态进行短距离无线控制，适用于各种家庭电器。本系统具有良好的实用性、可扩充性，市场需求逐渐加大，具有较好的应用前景。

智能；WiFi控制；继电器

1.家电远程控制的需求

（1）生活需求

目前在我国，智能家居市场越来越大。并且智能家居并不是传统意义上的智能服务区的理念，也并不是某一件单独的商品。智能家居是通过计算机、网络、单片机、通信、综合布线技术、信号控制系统、信息控制系统等内容有效的结合起来的一张“物联网”。综合性实现智能物联对家庭生活的延伸，能够充分满足人们日常生活的需求，提高生活品质，创造出更方便、快捷、舒适、安全，更高效的个性化居住环境。

（2）发展前景

当前的社会已经全面步入了信息化时代，家庭生活当中已经不可或缺各种各样的家用电器。利用信息化手段将智能网络与家用电器结合起来，行程智能家居网络已经成为未来家庭生活的主导方向。目前，我国每年有1亿台的家电产出，仅仅发展了10%左右的网络家电设备，然而想要实现智能化的提升，则市场份额的升值空间极大，预计能够达到每年200亿元以上的增长。

2.手机WiFi远程控制系统的设计

（1）硬件设计

这里采用STC89C52单片机的最小系统进行硬件设计。

时钟电路：时钟电路是由两个33p的电容和12MHz的晶振组成，接在单片机的第18和19脚（即XTAL1和XTAL2端）。因其采用的是振荡频率12MHz的晶振，所以其软件的一个机器周期为1us。

复位电路：复位电路由10uF的电容（C1）和10K的电阻（R2）构成。最开始加电的时候，C1在此时的瞬间相当于短路。那么C1的两端保持0V的电压，此时VCC的电源电压都会加载到R2上，所以单片机的9引脚RST就变成了高电平。在此之后，C1开始逐步的充电，那么在C1上就会出现电压，这里R2上的电压便会开始逐步下降，最后9引脚RST会变成低电平。也就是在这个过程当中满足9引脚RST上的高电平能够持续24个振荡周期就可以使单片机执行复位。

（2）WiFi接收电路部分

本系统通过串口通信，实现单片机与ESP8266WiFi模块的通信，所以这里只需将ESP8266WiFi模块和单片机的串口连接到一起即可。

（3）按键控制电路

本设计采用4个独立按键完成控制系统，3个按键K2、K3、K4、K5分别表示，继电器1控制、继电器2控制、继电器3控制、继电器4控制。

（4）完整电路原理

因为STC89C52具有经典的MCS-51内核，并且做了比较多的改善，使芯片具有了51单片机并不具备的功能。具有便捷的8位的CPU还拥有可编程的Flash，所以STC89C52成为大多数嵌入式应用系统的使用设备，能够支持更高效、更完善的设计解决方案。拥有下列几种标准功能：512字节大小的RAM，8k字节的在系统可编程Flash，32位的I/O口线，内置4KB的EEPROM，看门狗定时器，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，全双工串行口，MAX810复位电路，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构）。

3.软件设计

（1）主程序设计

第一次开机，系统进入初始化继电器全部处于断开状态，单片机对接收到的WiFi信号进行处理，当K2第一次按下或WiFi遥控器第一次按下“1”按键时1号继电器闭合，第二次按下继电器断开，以此循环处理。主程序流程图如图2所示。

（2）按键处理设计

首先判断按键是否被按下，接着执行延时去抖，并且接着执行案件处理程序，按键释放即结束。当前的键盘主要是利用触点的合与段断的作用，按键产生的电信号会传送给CPU进行处理。因为触点会弹回，所以在闭合与断开的瞬间都会产生抖动。为了保证CPU按键的操作能够正确无误，以及去除人为操作时间长短不同而造成的抖动，当然除去抖动的措施分为硬件及软件两种方式都可以采用。针对智能手机的按键操作便无需深究，需要根据手机所属操作系统及手机的性能而定。

4.智能报警设计

通过蜂鸣器响达到温度测试，合理控制家庭电器的功效。将温度收集、信号接收、温度检测以及输出控制4个部分组装设计为智能温度报警系统。温度报警的工作原理是首先在单片机中设置警示温度值，用来对特殊温度进行报警提示。从DS18B20发送的温度值通过信号传输线路解析后立刻传送到单片机进行处理刷新。微处理器根据收集来的信号值以及之前所设置的参数，按照装载的软件进行控制与运算，在显示器上显示设备当前的温度值，并且根据温度界定值做出报警反应，同时将各种数据通过显示器进行显示，达到实时监控及控制需求。

5.测试的研究

测试的主要设备为手机及继电器、电源开关等。可以设置手机APP的安装，链接WiFi，链接继电器。通过点触手机APP上相应的控制模块，通过滑动控制APP中的控制模块对继电器进行控制。把报警温度最高值设置成比实际温度偏低的值，这样来测试家用电器温度过高时的报警反应，当实际温度高于设定温度时报警系统的蜂鸣器会响起，即测试成功。

结语

本系统从功能而言，采用模块化设计，并且系统软件具有良好的人机界面，和丰富的数据库信息，功能齐全，方便用户的操作及修改。本系统完成了终端服务器系统的编程和调试，远程客户端模块的软件调试和网关模块的程序调试，智能家庭控制系统是将家电中的关键技术，向数字化、智能化、交互化的阶段过渡。

目前我国的智能家居控制系统仍存在许多需要解决的问题。对于每个家电都需要设计相应的终端控制器，增加了系统开发的工作量，而且存在家用电器和终端控制设备集成的困难。但相信在今后的技术发展下，这种智能家居控制系统将更加完善，给社会带来更大的效益，给家庭生活提供更高的品质。

［1］张学磊，曾祥源.基于安卓系统手机WiFi的家用智能遥控器开发［J］.电子世界，2013（22）：112.

TP273

A

黑龙江省教学改革项目《高等院校计算机基础程序设计类课程综合研究性教学改革与实践》项目编号：JG2014010854。