成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 屈良潘 唐曼玲 劉 靜 馬魏平

基于ESP8266的LED燈無(wú)線遠(yuǎn)程控制設(shè)計(jì)

成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 屈良潘 唐曼玲 劉 靜 馬魏平

WIFI技術(shù)越來(lái)越成熟，智能設(shè)備越來(lái)越多，使用WIFI技術(shù)來(lái)對(duì)這些智能設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制更加符合實(shí)際需要。介紹了一種采用ESP8266芯片和STM32F103F103單片機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)led燈無(wú)線遠(yuǎn)程控制，解決了局域網(wǎng)內(nèi)無(wú)線遠(yuǎn)程控制智能設(shè)備問(wèn)題。本文詳細(xì)介紹了無(wú)線遠(yuǎn)程控制基本原理、工作流程以及軟件設(shè)計(jì)過(guò)程。

ESP8266；WIFI；STM32F103F103；無(wú)線遠(yuǎn)程控制

0 引言

隨著科技的發(fā)展，智能手機(jī)越來(lái)越普及，人們隨時(shí)隨地都可以通過(guò)WIFI熱點(diǎn)上網(wǎng)。與此同時(shí)各種設(shè)備都朝著智能化發(fā)展，通過(guò)WIFI技術(shù)我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)智能設(shè)備進(jìn)行無(wú)線遠(yuǎn)程控制，極大方便了人類的生產(chǎn)生活。本文介紹了如何通過(guò)ESP8266芯片和STM32F103F103單片機(jī)對(duì)LED燈進(jìn)行無(wú)線遠(yuǎn)程控制。

1 實(shí)現(xiàn)原理

1.1 總體流程

串口WIFI采用uart接口，支持串口透明數(shù)據(jù)傳輸，內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧和IEEE802.11協(xié)議棧。通過(guò)串口WIFI模塊，可以使智能設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線遠(yuǎn)程控制。

第一步ESP8266發(fā)射出一個(gè)wifi熱點(diǎn)，第二步智能手機(jī)連入ESP8266熱點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手APP與ESP8266熱點(diǎn)建立連接，第三步通過(guò)APP把指令發(fā)送給ESP8266芯片，ESP8266芯片通過(guò)串口與STM32F103單片機(jī)通信，STM32F103串口接收到指令后，執(zhí)行相應(yīng)的指令操作，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈的控制?？刂屏鞒虉D如圖1所示。

圖1 控制流程圖

圖2 工作流程圖

圖3 硬件連接圖

1.2 微處理器模塊

本文微處理器模塊采用STM32F103F103單片機(jī)。該處理器提供2個(gè)IIC接口，5個(gè)usart接口，3個(gè)SPI接口等13個(gè)通信接口，I/O接口豐富，成本低，功耗低，處理能力較高。STM32F103F103的作用主要是通過(guò)串口與ESP8266通信，對(duì)ESP8266進(jìn)行初始化配置，并對(duì)接收到的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。微處理器具體工作流程圖如圖2所示。

1.3 WIFI模塊

ESP8266系列芯片擁有超高的集成度、超低的功耗，成本低、體積小，非常適用于無(wú)線控制領(lǐng)域。ESP8266支持三種模式，分別是softAP模式，station模式，softAP+station模式。softAP模式即無(wú)線接入點(diǎn)模式，ESP8266工作在softAP模式可以發(fā)射出一個(gè)WIFI熱點(diǎn)，手機(jī)、電腦等智能終端設(shè)備都可以連入ESP8266熱點(diǎn)組建成一個(gè)局域網(wǎng)，本文采用的是softAP模式。ESP8266可以通過(guò)AT指令對(duì)其進(jìn)行配置，本文是通過(guò)STM32F103單片機(jī)發(fā)送AT指令對(duì)ESP8266進(jìn)行初始化配置。ESP8266芯片的Rx管腳與STM32F103的PA9相連，Tx與STM32F103的PA10相連。

1.4 智能手機(jī)APP

智能手機(jī)APP為網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手安卓版。網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手集成了tcp/udp客戶端服務(wù)器，服務(wù)器端支持透明傳輸方式、自動(dòng)反饋方式和手動(dòng)發(fā)送方式。本文采用tcp客戶端模式，通過(guò)配置ip地址和端口號(hào)就可以實(shí)現(xiàn)APP與ESP8266通信。

2 軟件設(shè)計(jì)

第一步對(duì)STM32F103單片機(jī)串口進(jìn)行初始化，第二步STM32F103單片機(jī)通過(guò)串口通信對(duì)ESP8266芯片進(jìn)行初始化配置，使ESP8266工作在softAP模式，配置ESP8266WIFI熱點(diǎn)SSID、密碼等，第三步等待控制指令，接收到指令后執(zhí)行相應(yīng)的操作程序流程圖如圖4。關(guān)鍵函數(shù)如下：

USART1_Config()；//對(duì)串口1進(jìn)行初始化，初始化串口波特率為115200，因?yàn)镋SP8266默認(rèn)波特率為115200。

NVIC_Conf i guration()；//中斷配置

Esp_conf i g()；//ESP8266初始化配置，配置指令為：AT+RST ，

AT+CWMODE=2 ，AT+CIPMUX=1 ，AT+CIPSERVER=1,8899 r ，AT+CWSAP=”test”,”123456123456”,1,3 ,每條指令之間必須有一定的延遲。

USART1_IRQHandler()；//中斷處理函數(shù)，如果串口接收到數(shù)據(jù)，執(zhí)行相應(yīng)的操作，直達(dá)收到下一個(gè)數(shù)據(jù)指令。

圖4 程序流程圖

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與總結(jié)

通過(guò)手機(jī)APP網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手連接ESP8266熱點(diǎn)，成功實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈無(wú)線遠(yuǎn)程控制，達(dá)到了預(yù)期效果。本文ESP8266工作在softAP模式，只能在局域網(wǎng)內(nèi)使用。ESP8266可工作在station模式，通過(guò)路由器接入internet，使用者可以通過(guò)手機(jī)或電腦終端通過(guò)云端進(jìn)行控制。

本文采用的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手APP能夠與STM32F103單片機(jī)通信，APP可以另行開(kāi)發(fā)。ESP8266系列芯片成本低，體積小，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，在無(wú)線控制領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。

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Design of Wireless Remote Control Based on ESP8266

WIFI technology is more and more mature, more and more intelligent devices, the use of WIFI technology to these intelligent devices for remote control more in line with actual needs. Introduced a use of ESP8266 chip and STM32F103F103 microcontroller communication, to achieve led wireless remote control, to solve the LAN wireless remote control intelligent equipment problems. This paper describes in detail the basic principles of wireless remote control, workf l ow and software design process.

ESP8266；WIFI；STM32F103F103；wireless remote control