中原工学院信息商务学院机械工程系 基于Wi-Fi技术的智能家居中继主机的研究
4.3.2 制作PCB文件 ............................................................................. 33
第五章 中继主机设计 ......................................................................................... 35
5.1 STC15F2K60S2单片机介绍................................................................. 35
5.1.1 STC15F2K60S2单片机简介 ......................................................... 35 5.1.2 STC15F2K60S2单片机的体系结构 .............................................. 36 5.1.3 STC15F2K60S2单片机的引脚功能 .............................................. 37 5.1.4 STC15F2K60S2单片机的并行I/O端口 ....................................... 39 5.1.5 STC15F2K60S2单片机的低功耗设计 .......................................... 42 5.2 ESP8266和RM04模块 ....................................................................... 44 5.3 HLK-RM04的功能说明 ......................................................................... 45
5.3.1 串口转以太网 .............................................................................. 45 5.3.2 串口转WIFI CLIENT .................................................................. 50 5.3.3 串口转WIFI AP ........................................................................... 50 5.3.4 默认模式 ..................................................................................... 51 5.3.5 串口工作状态转换 ....................................................................... 51 5.3.6 串口-网络数据转换 ..................................................................... 54 5.3.7 参数配置方式 .............................................................................. 55 5.4 电源方案 ............................................................................................... 55
5.4.1 ATC9501介绍 ............................................................................. 55 5.5 中继主机硬件设计 ................................................................................ 60
5.5.1 电路原理图绘制 .......................................................................... 60 5.5.2 主机设计 ..................................................................................... 62 5.6 软件设计 ............................................................................................... 63 总 结 .................................................................................................................. 65 参考文献 .............................................................................................................. 66 致 谢 .................................................................................................................... 68 附 件 .................................................................................................................... 69
附件A ESP8266模块的AT指令 ................................................................ 69
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引 言
上世纪 80 年代初，美国首先提出了家庭自动化的概念，随后推出了相应的产品，如照明开关、遥控器、保全系统、电视机控制介面、电脑控制介面、电话反应器 (TelephoneResponder) 等，这就是传统的有线方式智能家居。
后来随着技术的发展，到本世纪初，一些无线技术相继被应用到智能家居中，比如315M/433M无线射频技术、Wi-Fi技术等。随着这些无线技术的不断成熟，人们越来越关注智能家居。
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第一章 智能家居及中继主机
1.1 智能家居系统概述
智能家居又称智能住宅，英文名为Smart Home。智能家居系统涵盖电子技术、网络技术和控制技术，以网络为基础连接各家用终端设备，将与家居生活有关的可视对讲、家居内部的安全防范、家电控制、远程视频监控、远程医疗诊断及护理系统、网上教育系统、家居的影音系统等各种子系统有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效，提供全方面的信息交流功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通[1]。
智能家用系统包括三个层次：通信系统、主控系统和物理执行终端。通信系统可以是有线通信也可以是无线通信。主控系统可以是PC机、嵌入式系统或云端控制。物理执行终端包括各类家电、家用传感器、安防系统和家用机器人[2]。
1.2 智能家居系统国外发展现状
1984年在美国康涅迪格州出现了全球第一幢智能大厦，即利用计算机对大厦的空调、电梯、照明、门禁、报警等设备进行监测和控制，全天候呈现各类信息。从此，经济比较发达的美国、德国、新加坡、日本等国家先后出现了各种智能家居。
在智能家居的发展过程中，美国一直处于领先水平，此外，日本松下电器公司、新加坡科技电子公司、韩国三星公司等知名企业都有性能优良的各种智能家居产品[3]。
1.3 智能家居系统国内发展现状
我国的智能家居系统发展：2000~2003年是研发实验年，2004~2009年是智能家居缓慢起步开始走进普通家庭年，2010~2020年是快速发展年。
国内知名智能家居企业有联想、TCL、康佳、海尔、清华同方等。
1.4 中继主机
中继主机可以说是一种具有路由器功能的无线中继器，也可以说是具
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有中继器作用（延长网络距离）的无线路由器。
中继主机在智能家居中的作用：智能家居设备（开关、插座、空调等）的数量一般是几十个，使用中继主机时，所有的智能家居设备都接入中继主机，由中继主机接入主机，只有一个接入点接入主机，主机负担很小；在不用中继设备的情况下，它们同时访问主机，当几十个接入点接入主机时，使主机的负担非常大。
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第二章 Wi-Fi技术
本章详细地讲解了Wi-Fi技术的定义、发展现状、硬件设备、网络协议、应用等内容。虽然Wi-Fi技术还有一些不足，但因其方便实用性强，发展很迅速，应用非常广泛。Wi-Fi技术是我的毕业设计课题的基础知识，在毕业设计中占有非常重要的地位。
2.1 Wi-Fi技术简介
近些年，随着宽带和光线的普及，互联网与人们的生活越来越紧密的联系在一起。出于各种目的人们几乎每天都要上网冲浪。现在很多家庭都配有一台以上的个人电脑（台式机、笔记本电脑、平板电脑），Wi-Fi技术凭借自身特点使这些不同的设备简单方便的接入互联网，因此成为了大多数家庭多台设备接入互联网的首选方法。如图2-1所示。
图2-1 无线Wi-Fi技术
无线网络上网可以简单的理解为无线上网，几乎所有智能手机、平板
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