摘 要平时生活中开关的应用十分遍及，家电的待机生产造成了家电的浪费。本篇论文解析了开关技术展开的曾经与现在，对比当前一般开关的缺点，提出了相对而言较好的方案跟技术。本文设计了一种无线WiFi智能开关控制系统。本文是一款运用WiFi技术控制与结合STM32单片机的智能开关。STM32通过USART接口连接ESP 8266打开无线热点，手机APP软件添加无线热点向STM 32发送操作数据，STM 32接收并分析数据，打开或关闭中继模块进行对应于开关的接通断开操作。在整个操作过程中，用户只需将硬件系统通电即可通过Android平台的控制软件简单操作，达到了用户的便利性和安全保障的效果。设计一套设备的最终目的是通过使用手机应用程序来控制家庭各电器的开关，实现家电的数字化和智能化。
目录
一、绪论 1
二、系统总体设计方案 1
三、系统硬件设计 2
（一）电源电路设计 2
（二）STM32最小系统模块电路设计 3
（三）WiFi模块电路设计 4
（四）继电器控制电路设计 5
四 系统软件设计 6
（一）软件系统的主流程图 6
（二）WiFi模块程序设计 7
（三）继电器控制程序设计 8
（四）定时器程序设计 9
五 设计的制作与调试 9
（一）实物的制作与测试 9
（二）硬件的调试 11
　　（三）软件的调试 12
六 总结 14
（一） 预期目标 14
（二） 遇到的问题以及解决办法 15
致谢 16
参考文献 17
附录 18
附录一：电路原理图 18
附录二：PCB图 19
附录三：部分源程序 20
一、绪论
选题背景
随着媒体技术的发展和成熟，应用平台将走进人们的生活。目前智能家居有着很大的推广空间，由全家内部网络简单形成的智能家居服务正在迅速发展。目前，市场上的智能开关的功能大多单一，并不能根据使用者的想法来实现智能开关的功能，存在着有些情况并不能满足人们的 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
要求。对于多功能的智能开关的设计与研究，能够使得智能家居系统的发展更进一步。而物联网的发展为本文所介绍的无线智能开关提供了一定的基础。现如今，人们借助物联网的发展使得部分物品之间可以进行信息的交换与传播。例如，越来越多的人可以基于网络的通信，随时都可以使用智能手机，自由控制家里和办公室的电源 。
选题意义
本文想要设计的无线WiFi智能开关，也是依托家庭网络的一个智能系统。也是在物联网基础上应用的一次创新。当前WiFi技术的发展逐渐成熟，对于稳定高速的信号传输也能得到相应满足，甚至无线电波能够覆盖整栋大楼。在人们的日常生活中智能终端设备已经逐渐进入甚至还成为主流，人们能够对家居设备进行随时随地的控制，智能化住宅已经慢慢普及。无线智能开关的设计，是相对于目前的开关上更加智能化的设计。这种设计不仅能够根据我们的想法对开关进行随时的控制，还可以增加家电的使用寿命，节约一定的资源。逐渐使人们的生活变得简单、方便。
（三）本文的主要设计内容
本文主要设计的有三大模块，无线WiFi模块、继电器模块、STM32模块，由这些模块共同组成本文所设计的主要内容。基于这三个模块，我所需要做的就是将三个模块联系起来，完成各个模块相互之间的焊接还有调试，对各个模块进行程序的设计，让它们都发挥出各自的作用，实现各自的功能。等一系列的工序完成后，我所要实现的就是我们连上WiFi模块的热点用手机APP进行指令操作，来控制版面上的继电器，而继电器所体现的开关数据最后经过WiFi模块返还给手机，最终来完成我此次的设计。
二、系统总体设计方案
此次设计结合了WiFi技术、单片机嵌入式技术、智能移动终端等的一款智能家居控制系统。此系统通过WiFi模块与单片机进行数据的交互与信息的实现。用手机APP对WiFi模块举行热点连接，让手机APP与单片机之间来传输相互数据，最后APP上传送的数据单片机进行分析继电器通断开关的支配。根据设计思路，选择合适的元件来制作，最终完成所有方案。由STM32、WiFi模块、继电器、电源电路组成WiFi智能开关的硬件设备。
对于硬件部分的各个模块的选型也做了一定的对比，在对WiFi模块进行选型时，对比了ESP8266模块与RM04模块，两款模块的功能都非常好，但相对于成本而言，选择ESP8266模块更合适。在对主要控制系统选型时，同样也对比了两款单片机STM32F103和STC89C52RC，然后选择了低功耗的STM32，它的性能比高。面对继电器的取舍，干脆选取了6个引脚的HK4100F继电器，当两个线圈引脚接电形成电流，让内部开关电路，进行开闭合的操作。如图21所示，就是本次设计的硬件系统框图
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图21 硬件系统框图
系统硬件设计
电源电路设计
此设计对电源的条件比较低，大体上USB接口通电5V就可以。通过USB接口连接电源进行电量供应。下图31为开关跟电源接口之间连接的电路图。电源DC插口P6口，2，3脚接地，1脚接开关控制，P3的电门是对电源执行通断处理，输送到VCC为体系提供电源。
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图31 开关控制与电源接口电路图
为了贴合STM32芯片的使用，所以要想正常通电应该得把5V转为3.3V。此次设计的STM32最小系统的开发板里面有把5V转为3.3V的稳压芯片ME6211。如下图32稳压电路所示，电源DC接口为P11，开关接电源正极掌控电源通断。稳压芯片ME62113.3V与其他外设需要按下开关系统板进行通电输入。滤波电容输出电源，输出脚输出3.3V。
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图32 稳压电路图
STM32最小系统模块电路设计
此设计的关键是STM32F103C8T6作为核心管制，LQFP44是STM32单片机的封装，满足于本设计的内部资源要求。其工作频率最高可到达72MHZ，此次设计选取STM32F103C8T6为主控，该局部的提供的电源是3.3V，核心由电源滤波、晶振、复位、SW接口调节、BOOT形式决择等电路组合。此模块的最小系统由STM32单片机芯片和时钟电路组合，时钟电路里面包含一个8M的晶振跟两个30pf的电容。不一样的开启方式须要经过BOOT的决择，控制器开启方式须要经过BOOT0和BOOT1的电平形态。STM32存在软硬件的复位，上电复位芯片须要足够功夫执行初始化，须要在nrst脚维系低电平信号，根据复位电路电容充放电的功能，STM32运行时是高电平，芯片进行复位，换了芯片正常工作。下图33是本次设计的最小系统板。

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