基于遠距離WiFi模塊WiFi-AP模式的流水燈控制

基于遠距離WiFi模塊WiFi-AP模式的流水燈控制，隨著WiFi覆蓋范圍的不斷擴大，手機APP的不斷創新和單片機的快速發展，三者有機結合的控制系統產品受到各行各業的廣泛關注。基于此，本文設計了一套基于Android操作系統的裝配燈系統，為物聯網的蓬勃發展奠定了基礎。本文采用遠距離WiFi模塊串口WiFi模塊，通過WiFi-AP模式與移動APP連接，通過Socket通信實現數據交互，使人們能夠實時控制裝配燈。

該系統由兩部分組成，一部分是帶WiFi模塊的裝配燈控制系統，另一部分是裝配燈控制系統的終端應用程序。其中，裝配燈控制系統主要由小系統、串口WiFi模塊和8個LED燈組成；控制終端應用程序基于Android5.0或以上開發，方便用戶實時控制裝配燈的運行。其整體結構如圖1所示。單片機與裝配燈連接后，可控制裝配燈的運行模式。手機利用TCP通信與WiFi模塊建立連接，通過TCP協議將控制指令發送到單片機控制系統。收到數據后，單片機分析并根據終分析結果控制裝配燈。同時，裝配燈的運行結果可反饋給手機應用程序，實現手機應用程序的實時監控裝配燈的運行。

作為單片機的核心控制器，在選擇時應考慮三個因素。首先，端口資源是否能滿足功能需求，是否能與WiFi模塊進行信息交互；其次，它是否被廣泛使用；應考慮通信的運行速度以及是否符合實驗要求。通過分析控制器的功能需求，本設計以STC89C52芯片為主控芯片。該微控制器芯片不僅擁有經典的MCS-51核心，還擁有8個CPU和系統可編程Flash，可有效提高系統的靈活性。

遠距離WiFi模塊采用CV520型號的無線傳輸模塊。基于UART和SPI接口符合無線網絡標準，內置IEE802.11協議棧和TCP/IP協議棧，可實現用戶嵌入式設備數據與無線網絡的轉換，廣泛應用于智能交通、智能家具、工業控制等領域。該模塊與APP通信有三種模式:STA、AP和STA+AP。該系統采用AP模式，將CV520模塊作為熱點。手機或電腦可以直接與模塊通信，無需連接路由器，實現局域網無線控制，實現點對點連接。除了配備配置程序外，WiFi模塊還可以通過AT指令控制模式進行設置。遠距離WiFi模塊可以通過串口助手發送相應的指令來配置，如通過端口發送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和由WiFi模塊控制的APP系統兩部分組成。本設計的中間橋為WiFi模塊，難點在于WiFi模塊與上下位機之間的通信處理。主控芯片通過串口連接到WiFi模塊，獲取裝配燈的運行狀態，控制裝配燈；通過打開WiFi模塊作為AP熱點，手機可以連接到相應的WiFi名稱，通過APP向單片機發出控制指令，并在手機上顯示結果。

本設計將遠距離WiFi模塊配置為TCPService模式，將手機端作為TCPClient連接串口WiFi模塊的熱點，連接成功后進行數據通信測試。具體方法:首先設置AP模式，IP地址為192.168.4.1，端口號為8080的WiFi模塊與單片機連接；然后打開手機WLAN模式，找到已設置的WiFi名稱為CV520，輸入密鑰連接；打開手機TCP測試助手，發送信息完成手機和WiFi模塊的測試。

本設計中的手機APP采用開源Android操作系統，基于B/S架構模式，通過HTTPJSON分析實現數據交互，然后根據MVC模式設計各功能模塊。該應用程序采用流行的Androidstudio軟件開發，具有開發界面友好、簡單、響應快的優點。它可以更好地適用于不同尺寸的Android手機。設計的應用程序通常是一個智能家居管理系統。用戶可以通過獲得的IP地址和端口號或保留的數據查詢連接。

根據上述原理制作的單片機流水燈控制系統。該系統通過串行通信RS-232標準MAX232線將模擬程序燒錄到STC89C52芯片中，然后通過上述相應的程序流程與移動應用程序建立連接，并使用移動監控界面按鈕控制LED燈的亮度，從而達到使用移動終端控制流水燈的目的。

隨著網絡和通信技術的快速發展，遠距離WiFi模塊無線通信技術以應用于許多領域，具有高速、廣覆蓋面廣等優點。本文利用WiFi直接連接技術將遠距離WiFi模塊WiFi模塊作為橋梁，實現51單片機、移動應用程序的通信和LED燈的亮滅控制，使智能家居的概念更加生動。