#第一届立创大赛#基于高性价比的ESP8266 wifi 控制板物联网云平台手机监测 - 立创电子设计大赛

主页 >

立创电赛

赛事

第一届立创电子设计大赛

版本协议

GPL 3.0

描述

一：作品简介 1：前言： 自从ESP8266wifi模块上市以来，由于其低成本，高性能的特点，越来越受到各个公司的关注，初期个人也花了很多的时间去学习ESP8266的wifi固件编写，由于长期做外包设计，接触到需要定制开发wifi固件的相关公司比较多，也就积累了一定的资源和开发经验，发现近来开发wifi开关的公司挺多，于是产生了开发一个WIFI开发板即可用于初学者学习，也可以供给相关需要开发wifi插座或温湿度检测的公司做为demo样机使用。于是设计了该块wifi开发套件，通过该控制板可以快速学习ESP8266 基于Ecpipse编译平台的SDK固件二次开发，也可以学习最近比较流行的Ardunio平台编程开发。配套有工程源码，视频教程。基于该WIFI控制板写了一套可以采集温湿度，光照强度，远程控制继电器开关，实现了MQTT协议接口，目前可以连接第三方www.tlink.io云服务器平台（根据需要，也可以实现与其它物联网云平台的远程监控）。可以通过该源码深入学习物联网智能软硬件产品的开发，同时利用该源码也可以实现自己产品的商用，缩短研发周期，快速将自己的产品推向市场。配套有原理图，工程源码，视频教程等。可以让没有相关开发经验的WiFi开发人员快速上手。实现自己的wifi通信功能需求。 2：使用场景举例：农场、室内等 该WIFI通讯控制板上集成了温湿度传感器，光照传感器，一路继电器开关信号可以将该WiFi模块放到蔬菜大棚中，手机APP端或手机微信公众账号下，都可以实时远程查看当前蔬菜大棚中的温度、湿度、光照环境是否满足蔬菜的正常生长，如当环境中湿度偏低，干燥时，可以通过手机端远程控制打开控制板的继电器开关，继电器开关控制小型电机自动对蔬菜就行喷水，当湿度满足要求时，自动或手动远程手机操作关闭喷水电机，实现智能化大棚蔬菜种植管理。 以上仅为个别使用案例，类似的物联网智能化管理需求很多。 3：硬件外设简介： 该模块采用ESP8266 Wifi模块设计，外围功能如下图所示： <img src="//image.lceda.cn/pullimage/3wFaOllKBn1p64b7JQ0PREtRWK4bGF53QdP47Lq1.bmp"> 硬件部分 该WIFI控制板，采用了ESP8266-12F的模块，除了模块上焊接的外设以外，ESP8266其余可扩展接口都已插针的形式引出，方便后续扩展外设使用。 WIFI固件部分： （1）：基于Eclipse开发平台一套完整的C语言例程源码，十几个例程，涵盖了ESP8266核心开发的常用功能。 常用主要包括： WIFI工作在AP模式下：ESP8266作为Tcp Client 客户端模式通信，ESP8266作为Tcp Server服务器模式通信。实现点对点AP模式下 WIFI通讯固件开发 WIFI工作在station模式下（添加到路由器中）：ESP8266作为Tcp Client 客户端模式通信，ESP8266作为Tcp Server服务器模式通信，ESP8266作为UDP通信，以及8266常规外设的使用例程等。 （2）：基于Arduino开发平台的物联网手机云平台实现温度、湿度、光照、远程继电器控制的工程源代码，集成MQTT协议。 手机端APP及微信公众号 手机端APP，微信公众号软件，支持android和apple手机以及电脑端监测和控制。 二：系统构架图 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/p2xTOUoaZOHbPDJBrIg3teQY8DquanBytaXFYw9L.bmp"> <div style="font-weight: 400;"> </div> 三：原理图 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/mfaJ8C5WHPq9CmoXLmOjwn74ZSsGZB9ElS247vhd.png"> 四：PCB线路板图及实物图 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/LiWkmrnk9JEJavKVnMQhABsue0kmH9yiOVOGtTc9.png"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/ZXW0UZLq9jvF33tx33ZAlsFggxfZkDnUWGxMAXAa.bmp"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/jhYvci64VLPQADtpnIN7JVcsuDzm8yJCMn77jWDt.png"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/klE4O20tgR7kZOtMSJxAmj5o8IDbWasRdKON2jQT.bmp"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/mAhYi7j2TEDtZA2ypDyTdg9Rsz7OVz0HWz8jjnUq.bmp"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/fu2eCEz0mI5YWb3QcEyDhPz5RNNwG06ggM8VW8dr.png"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/nEIO4GEWirOlf7G6hbGONIo2j21fTL7QwFTMxGz9.png"> 五：软件部分的描述 配备完整的开发环境资料，源码，视频教程等 <div style="font-weight: 400;"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/xtAsIsaAo4gpKPezZOR6aQ3yH4dtmi57OILSF7Q4.bmp"></div> 基于SDK开发的Eclipse平台工程源码： <img src="//image.lceda.cn/pullimage/HokNTlP6A1zOxJKgQuSOlGGzba3Jb0GMkwuqJLCT.bmp"> 配套Arduino工程源码： 该工程源码可以采集温湿度，光照强度，远程控制继电器开关，实现了MQTT协议接口，可以连接第三方www.tlink.io 云服务器平台。可以通过该源码深入学习物联网智能软硬件产品的开发，同时利用该源码也可以实现自己产品的商用，缩短研发周期，快速将自己的产品推向市场。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/1HsHzc5IxWVi7YFP6t3MEYjhjoiMKqFbhdfJafbf.bmp"> <div> 手机APP、微信、电脑端远程监控</div> 该wifi开发板支持MQTT协议，支持手机端App、微信、电脑端网页三种监控和控制方式。三种方式界面显示统一，可通过任何一种方式实现远程监控和控制 六：作品演示 以下为手机端实际监控界面，手机截图展示： <img src="//image.lceda.cn/pullimage/6FD0OfDIsphIoL5L3Sy57u6vuzV5nezmgTkAQEUV.bmp"> 1：该物联网模块手机端实现的监控界面如下所以，可以显示当前温度、当前环境湿度、 当前光照强度，手机实现远程开关控制，通过开关可以控制家里的用电设备。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/9lJpVhDABSbqAcMIRXVfUEJp7bN1CtqL03Cfx2VT.bmp"> 2：可以远程查看温度曲线图 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/R0Ry4tsdvfVErqa1LXeuPB9fqSUoYEFt0eeIBwmT.bmp"> 3：可以查看环境湿度变化曲线图 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/G8ZGZ6I122MToPsMfvCYkv5wiAcoqkVnMH0FrRRE.bmp"> 4：可以查看光照强度变化曲线图 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/BUSONIbHxgnYQ0f0AA7ajHvPqyLOLwNRHtIn65rf.bmp"> 5：可以远程控制继电器接通关断，实现家电设备远程控制 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/zoKopcaQY36IrYpwHbLHdlSIOedrdTmF7nQgMxOn.bmp"> 6：控制中心 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/jOMJXTwFKSh1YeUtFuQ3NLggZX18VFsR5ZVySpu9.bmp"> 7：可以添加触发器，触发器可选择微信、邮箱或短信。当达到触发条件时， 会根据您的选择发送一条消息到手机端（微信、邮件或短信的方式） <img src="//image.lceda.cn/pullimage/L8xtVIgfu1cK5nRqCRKwCXVrkHO4bj1F7MwGKmQW.bmp"> 8：如果添加的触发器为温度值报警，则当温度超过设定值时， 将会发送一条微信到手机端，如下所示： <img src="//image.lceda.cn/pullimage/85oLIcb31fT8uCkDnyGhDwpyqSpQieXSB3bnMKGD.bmp"> 六：总结 从事嵌入式软硬件开发已经将近10个年头，从板子的原理图到PCB设计，对于一个老兵来说，还是非常顺利的，PCB是在嘉立创打的样板，第一次打了十片，并都已手工焊接出成品，全部测试通过，大部分的元器件也是嘉立创平台采购。 软件部分，工作量就非常大了，前期花了很多时间去研究ESP8266的固件开发，也走了不少弯路，主要原因为该芯片面市不久，很多资料当时还不完善，学习起来非常痛苦，经过了两个月的断断续续的学习后，算是把整套开发都玩熟了。也才开发了该套wifi套件。 在此非常感谢嘉立创提供了这么好的PCB生产及元器件商城平台，给我们工程师产品设计提供了方便。平台提供的贴片业务也已经让公司的样板在使用，大大提高了效率，后续很多板子也准备在该平台贴片。 七：致谢： 非常感谢嘉立创平台主办的该次活动，希望该技术论坛慢慢发展壮大，给国内的工程师一个很好的技术交流，互助学习的平台。 #########################################我是分割线############################################ #########################################我是分割线############################################ 基于该开发板，另外还开发了一套esp8266分别工作于station模式和AP模式下的串口WiFi透传固件（该固件已被多个公司，多款产品商用），在此展示一下： 该版本固件的优点： 基于8266该块实现了一套系统级的串口转WIFI完美透传固件，该固件自主开发，主要为了实现任何有串口的设备通过该wifi模块实现无线联网功能。该固件串口接收到的数据包原原本本的发到wifi端，wifi接收到的数据包，直接转发到串口端，实现了真正意义上的串口与wifi通信数据包透传，完美的兼容基于串口通信的任何硬件产品，只要将该wifi模块接到任何有串口的产品上，便可轻松实现无线线通信，无须修改之前的通信协议，做到老产品在不需要任何修改串口通信协议的情况下，实现联网功能，大大降低研发成本，快速实现物联网。 <div style="font-weight: 400;">*******************工作模式******************</div> 一：模块作为station（模块添加到路由器） 模块作为STA是一种最常用的组网方式，由一个路由器AP和许多STA组成，如下图。其特点是AP处于中心地位， STA之间的相互通信都通过AP转发完成。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/1Txq20y06Uqd5efHBMbBgoBoXYKixvpS5j4A80zT.bmp"> 该模式下实现串口与wifi端的数据透传，如下演示： <img src="//image.lceda.cn/pullimage/OkRLN1mlpmlFxRA64DGIM5uJGIwrfCAKY8zF1akW.bmp"> 二：模块做为AP模式（手机电脑与wifi直连） 模块作为AP模式，手机/PAD/电脑可以快速与该模块建立连接，通过HTTP可以登陆模块的内置网页进行参数设置 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/rv83oaIyOTH84mp24ueiLQPKBQ3e1kVLdujugAey.bmp"> 该模式下内部集成HTTP通信协议，内嵌WEB网页，可以通过浏览器方便快捷的查看及设置该模块的相关配置参数 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/pJfTmPs2TBYqmCEiJMGj19V6nte7VlJTGB1gz5vR.bmp"> 管理员登陆界面，需要输入管理员账号及密码，进去后才能修改模块相关的配置参数 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/xuLSqy944TktwbQuI0T7Re6DxhpsWS5DlEu2pf03.bmp"> <div>更多项目详情见链接：<a href="http://club.szlcsc.com/article/details_654_1.html" target="_blank">http://club.szlcsc.com/article/details_654_1.html</a></div> <div>本项目归立创社区“护航小牛人”所有</div>