对适用于WiFi的家电智能控制系统探索

对适用于WiFi的家电智能控制系统探索

美的洗涤电器制造有限公司

摘要:伴随着科学技术的不断发展,对于远程信息的传递与控制在当今社会需求量越来越大,智能家居这个概念越来越多的受到人们关注,为此,本文以空调的控制系统为例,分析了其基于WiFi的智能控制系统,只要当空调与手机处于家庭无线局域网内就可以实现相互通信。让智能手机取代遥控器,避免了红外遥控器在距离和方向方面的局限,使传统家电真正成为网络家电,使人们的生活智能化。

关键词:WiFi;智能家居;家电;智能控制系统

1.家电远程控制的需求

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,更搞笑的个性化居住环境。

2.适用于WiFi的空调智能控制系统设计分析

本节以基于Android的智能家电控制系统设计,主要以空调作为控制对象,以Android系统智能手机为操作控制平台,通过WiFi传输控制命令和数据信息,实现空调的开/关、模式转换、温度设定、语音控制等功能,达到室内温度调节的目的。系统包括手机端控制界面设计、手机与WiFi模块通信、串口/WiFi模块配置、空调温度调节等4大模块。

2.1硬件系统设计

中央控制芯片选择智能家居常用的CC2530芯片,CC2530集成了高性能和低功耗的8051微控制器,提供了101dB的链路质量,128kbyte的系统内可编程闪存,优秀的接收器灵敏度和抗干扰性,指令执打速度比标准8051快。

温湿度传感器SHT10,是一款响应时间短、功耗低、精度高的传感器,具有稳定性和易使用性。空气清洁度传感器TGS2600,功耗低、对气态空气污染物有较高的灵敏度。

家电智能化主要体现在家电可以随着周围环境的改变自动做出响应,不需要人为干预。本文设计理念也体现了这一点,根据温湿度传感器、空气质量传感器采集的数据经算法分析启动空调器相应的功能,开启智能化模式,硬件设计如图1所示。

图1

核心控制器件CC2530接收来自温度传感器SHT10采集的温度值,与手机发来的设定值进行比较,通过PID控制器改变电机功率实现温度调节,采集空气清洁度传感器TGS2600的数据,根据空气质量的好坏自动改变风机转速,完成空气质量的调节。

CC2530通过串口接收和发送数据,CC2530解析串口接收到的控制命令,实现启动/关闭继电器、工作模式转换、设定温度改变等操作。

HLK-RM04串口转WiFi模块是连接家电设备核心器件与安卓手机的桥梁,设备通过串口线与HLK-RM04模块相连,对HLK-RM04模块进行相应的AT指令配置,实现通过WiFi网络发送和接收的数据。

2.2手机客户端的设计

该空调的控制系统实现了智能手机实现遥控器的功能,客户端的设计主要包括空调开关键、温度设定、模式转换、定时开关、语音控制、网络通信等功能。

实现手机与底层交互通信是本文的研究重点。UDP是基于消息传输的,具有传输速度快等优点,适合传输数据少、对可靠性要求不高的应用环境。家用电器的控制信息数据量小,因此本文采用简单的面向数据报的UDP协议。要实现socket套接字这个接口在网络层进行数据通信,就必须借助DatagramSocket和DatagramPacket两个类。DatagramSocket基于UDP协议,用于用于在两端点之间接收和发送数据报;DatagramPacket用于存放通信数据并决定数据发送目的地的数据报。要实现Socket通信,需绑定通信对象的IP地址和端口号。

该空调智能控制系统实现手机与WiFi模块之间的通信需确定双方在同一无线局域网内,并与WiFi模块配置好的IP地址和端口号相匹配。

利用socket.send(packet)函数发送数据报,主要是空调的控制命令。本文主要是接收室内温湿度和空气质量量化数据,利用socket.receive(packet)接收数据报,并将数据显示在UI界面上,但Android禁止其他子线程更新由UIthread创建的试图,所以需要通过消息队列(MessageQueue)实现线程间的信息交换,通过handleMessage(Messagemsg)函数接收和处理消息,从而完成更新接收数据的界面显示,具体手机客户端socket通信如图2所示。

图2

结束语:总之,无线网络的发展,使数据通过无线传输的距离更远。现在常用的WiFi网络,通过改进即可应用到家用电器等领域。本文探讨了适用于WiFi的空调智能控制系统设计,其应用的可行性为家用电器进入互联网时代奠定了基础。

参考文献

[1]郑希,王一甲,周金治.基于WiFi的智能家居系统设计[J].微型机与应用.2016.

[2]逯柳.基于手机WiFi控制的智能家用电器系统[J].中国新技术新产品.2016.

[3]刘一纬,张云飞,董加明.基于手机WIFI的智能家电控制系统概述[J].卷宗.2015.

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