基于遠(yuǎn)距離WiFi模塊WiFi-AP模式的流水燈控制，隨著WiFi覆蓋范圍的不斷擴(kuò)大，手機(jī)APP的不斷創(chuàng)新和單片機(jī)的快速發(fā)展，三者有機(jī)結(jié)合的控制系統(tǒng)產(chǎn)品受到各行各業(yè)的廣泛關(guān)注。基于此，本文設(shè)計(jì)了一套基于Android操作系統(tǒng)的裝配燈系統(tǒng)，為物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。本文采用遠(yuǎn)距離WiFi模塊串口WiFi模塊，通過WiFi-AP模式與移動APP連接，通過Socket通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，使人們能夠?qū)崟r(shí)控制裝配燈。

該系統(tǒng)由兩部分組成，一部分是帶WiFi模塊的裝配燈控制系統(tǒng)，另一部分是裝配燈控制系統(tǒng)的終端應(yīng)用程序。其中，裝配燈控制系統(tǒng)主要由小系統(tǒng)、串口WiFi模塊和8個(gè)LED燈組成；控制終端應(yīng)用程序基于Android5.0或以上開發(fā)，方便用戶實(shí)時(shí)控制裝配燈的運(yùn)行。其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。單片機(jī)與裝配燈連接后，可控制裝配燈的運(yùn)行模式。手機(jī)利用TCP通信與WiFi模塊建立連接，通過TCP協(xié)議將控制指令發(fā)送到單片機(jī)控制系統(tǒng)。收到數(shù)據(jù)后，單片機(jī)分析并根據(jù)終分析結(jié)果控制裝配燈。同時(shí)，裝配燈的運(yùn)行結(jié)果可反饋給手機(jī)應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)手機(jī)應(yīng)用程序的實(shí)時(shí)監(jiān)控裝配燈的運(yùn)行。

作為單片機(jī)的核心控制器，在選擇時(shí)應(yīng)考慮三個(gè)因素。首先，端口資源是否能滿足功能需求，是否能與WiFi模塊進(jìn)行信息交互；其次，它是否被廣泛使用；應(yīng)考慮通信的運(yùn)行速度以及是否符合實(shí)驗(yàn)要求。通過分析控制器的功能需求，本設(shè)計(jì)以STC89C52芯片為主控芯片。該微控制器芯片不僅擁有經(jīng)典的MCS-51核心，還擁有8個(gè)CPU和系統(tǒng)可編程Flash，可有效提高系統(tǒng)的靈活性。

遠(yuǎn)距離WiFi模塊采用CV520型號的無線傳輸模塊。基于UART和SPI接口符合無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)置IEE802.11協(xié)議棧和TCP/IP協(xié)議棧，可實(shí)現(xiàn)用戶嵌入式設(shè)備數(shù)據(jù)與無線網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換，廣泛應(yīng)用于智能交通、智能家具、工業(yè)控制等領(lǐng)域。該模塊與APP通信有三種模式:STA、AP和STA+AP。該系統(tǒng)采用AP模式，將CV520模塊作為熱點(diǎn)。手機(jī)或電腦可以直接與模塊通信，無需連接路由器，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)無線控制，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)連接。除了配備配置程序外，WiFi模塊還可以通過AT指令控制模式進(jìn)行設(shè)置。遠(yuǎn)距離WiFi模塊可以通過串口助手發(fā)送相應(yīng)的指令來配置，如通過端口發(fā)送AT+CWWMODE=2到WWFi模塊。

主控制器主要由WiFi模塊的裝配燈控制系統(tǒng)和由WiFi模塊控制的APP系統(tǒng)兩部分組成。本設(shè)計(jì)的中間橋?yàn)閃iFi模塊，難點(diǎn)在于WiFi模塊與上下位機(jī)之間的通信處理。主控芯片通過串口連接到WiFi模塊，獲取裝配燈的運(yùn)行狀態(tài)，控制裝配燈；通過打開WiFi模塊作為AP熱點(diǎn)，手機(jī)可以連接到相應(yīng)的WiFi名稱，通過APP向單片機(jī)發(fā)出控制指令，并在手機(jī)上顯示結(jié)果。

本設(shè)計(jì)將遠(yuǎn)距離WiFi模塊配置為TCPService模式，將手機(jī)端作為TCPClient連接串口WiFi模塊的熱點(diǎn)，連接成功后進(jìn)行數(shù)據(jù)通信測試。具體方法:首先設(shè)置AP模式，IP地址為192.168.4.1，端口號為8080的WiFi模塊與單片機(jī)連接；然后打開手機(jī)WLAN模式，找到已設(shè)置的WiFi名稱為CV520，輸入密鑰連接；打開手機(jī)TCP測試助手，發(fā)送信息完成手機(jī)和WiFi模塊的測試。

本設(shè)計(jì)中的手機(jī)APP采用開源Android操作系統(tǒng)，基于B/S架構(gòu)模式，通過HTTPJSON分析實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，然后根據(jù)MVC模式設(shè)計(jì)各功能模塊。該應(yīng)用程序采用流行的Androidstudio軟件開發(fā)，具有開發(fā)界面友好、簡單、響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)。它可以更好地適用于不同尺寸的Android手機(jī)。設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序通常是一個(gè)智能家居管理系統(tǒng)。用戶可以通過獲得的IP地址和端口號或保留的數(shù)據(jù)查詢連接。

根據(jù)上述原理制作的單片機(jī)流水燈控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過串行通信RS-232標(biāo)準(zhǔn)MAX232線將模擬程序燒錄到STC89C52芯片中，然后通過上述相應(yīng)的程序流程與移動應(yīng)用程序建立連接，并使用移動監(jiān)控界面按鈕控制LED燈的亮度，從而達(dá)到使用移動終端控制流水燈的目的。

隨著網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，遠(yuǎn)距離WiFi模塊無線通信技術(shù)以應(yīng)用于許多領(lǐng)域，具有高速、廣覆蓋面廣等優(yōu)點(diǎn)。本文利用WiFi直接連接技術(shù)將遠(yuǎn)距離WiFi模塊WiFi模塊作為橋梁，實(shí)現(xiàn)51單片機(jī)、移動應(yīng)用程序的通信和LED燈的亮滅控制，使智能家居的概念更加生動。