基于WIFI模块的无线数据传输.docx

计算机科学与技术学院 课程设计报告（ 2013 2014 学年 第 一 学期） 课程名称： 基于WIFI模块的无线数据传输 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师：2015 年 7 月课设要求：课题：基于WIFI 模块的无线数据传输课题内容： 随着科技进步，很多嵌入式设备使用以太网接口实现数据传输，有线方式需布线、使用点不灵活等问题，采用WIFI模块实现无线通信，方便、灵活成为很多嵌入式设备完成数据传输的首选。课题关键是采用WIFI模块实现数据的无线传输，有多种传输方式、应用场合。每组根据兴趣，结合某一背景，提出较有新意的题目。写出项目规划书，实现目标等，并进行答辩，指导教师批准后实施。硬件设备：提供：1个WIFI模块，自制：1个嵌入式采集与控制模块WIFI模块由实验室提供，基础的嵌入式数据采集模块、与WIFI模块通信的接口模块等由学生自行开发，亦可使用单片机课程设计时所用实验板一、设计方向及初步设计流程：用WIFI传输实时温度数据，从温度传感器（用户设备）单片机wifi模块手机显示，即：用户设备是一温度采集器，由单片机完成温度的采集和WIFI模块的控制。手机需要温度数据时，则发送“1”（填写在如图1 发送文本框中，点击发送），单片机接收到“1”命令时候则需要将温度数据返回。反之，单片机发送数据手机亦然。图1二、具体方案：元器件：ds18b20、单片机最小系统、wifi模块232-x、max232、RS232、FT232、5v变压器、安卓手机1、传感器的选择：1、1首先我们要确定传感器，这里我们选择了数字式温度传感器DS18B20 原因：DS18B20 新型单总线数字式温度传感器，集温度测量和A/D转换于一体直接输出数字量,接口几乎不需要外围元件,硬件电路结构简单,传输距离远可以很方便的实现多点测量;与单片机接口几乎不需要外围元件。 特点：DS18B20具有以下主要特性(1)单总线接口方式:与微处理器连接时仅需要一条信号线即可实现双向通讯;(2)使用中无需外部器件,可以利用数据线或外部电源提供电能,供电电压范围3.3-5.5V;(3)直接读出数字量,工作可靠,精度高,且通过编程可实现912位分辨率读出温度数据,转换12的温度数据最大仅需要750ms;(4)温度测量范围-55+125,-10+85之间测量精度可达0.5;(5)可设定非易失的报警上下限值,一旦测量温度超过此设定值,即可给出报警标志，通过软件写入用户报警上下限值1、2 DS18b20的管脚图、电路连接方式及电源供电选择：图2（a）外部电源供电（注意：在外部供电的方式下，DS18B20的GND引脚不能悬空 ，否则不能转换温度，读取的温度总是85。）1、3 ds18b20工作原理1、3、1 ds18b20温度存储形式DS18B20的温度数据用高低两个字节的补码来表示，如图2所示,S=1时表示温度为负,S=0时表示温度为正图3在ds18b20的寄存器中，以补码的形式进行存储温度，如图3，一共2个字节，LSB是低字节，MSB是高字节，寄存器中每个数字如同卡尺的刻度一样分布，图3可以看出，二进制的最低位（2-4）变化1，代表温度变化0.6251、3、2 ds18b20时序ds18b20的硬件简单，这就增强了程序方面的要求，所以对ds18b20的时序的掌握很重要由于DS18B20采用的是1-W ire总线协议方式，即用一根数据线实现数据的双向传输， 单线通信功能是分时完成的， 有严格的时序概念， 因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作必须按协议进行。操作协议为： 初始化DS18B20（发复位脉冲）-发ROM 操作命令-发存储器操作命令-处理数据。 工作时序为：a. 初始化时序第一步：拉低DS18B20这个引脚，持续500us；第二步：延时60us；第三步：读取存在脉冲，并且等待存在脉冲结束（ds18b20在第二步之后会自动拉低电平60240us）b.写时序c.读时序1、3、3 RAM存储器操作指令：（1）Read Scratchpad读暂存寄存器：0xBE（2）Convert Temperature启动温度转换：0x44，当发送一个启动温度转换的指令后，DS18b20开始进行转换注意：若要读出当前的温度数据我们需要执行两次工作周期，第一个周期为复位、跳过ROM指令、执行温度转换存储器操作指令、等待500uS温度转换时间。紧接着执行第二个周期为复、跳过ROM指令、执行读RAM的存储器操作指令、读数据2、程序2、1 主程序流程串口初始化读温度（一直循环）串口检测到“1”发送当前温度值显示函数串口中断，发送数据2、2子程序及函数（1）ds18b20初始化（2）ds18b20读一个字节（3）ds18b20写一个字节（4）读温度（温度转换）（5）串口初始化3、单片机：（1）烧写程序软件：，硬件：FT232（需要下载驱动），STC89C52单片机,单片机最小系统，这一步要注意的点是端口号、芯片类型、单片机冷启动（2）串口通信：单片机与串口的连接是RXD-TXD,TXD-RXD，程序中写串口初始化、中断程序（3）最小系统管脚图：(4)程序：#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit DQ=P20;unsigned int temp,temp1,temp2,temper,xs,flag,a,s,cc;uchar code number=0123456789; /显示字符void delay1(unsigned int m)unsigned int i,j;for(i=m;i0;i-)for(j=110;j0;j-);void delay(unsigned int m)while(m-);void Init_DS18B20() /ds18b20复位，检测存在脉冲的信号unsigned char x=0;DQ=1; /单片机给高电平delay(8);DQ=0;/单片机给低电平delay(80);DQ=1;/ds18b20自动低电平，表示ds18b20存在delay(4);x=DQ;delay(20);uchar ReadOneChar() /读8位ds18b20，dat为要读的数据unsigned char i=0;unsigned char dat=0;for(i=8;i0;i-)DQ=0;dat=1;DQ=1;if(DQ)dat|=0x80;delay(4);return(dat);void WriteOneChar(unsigned char dat) /写8位ds18b20，dat为要写的数据unsigned char i=0;for(i=8;i0;i-)DQ=0;DQ=dat&0x01;delay(5);DQ=1;dat=1;void duwendu()unsigned char a=0;unsigned char b=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xcc);/skip rWriteOneChar(0x44); /温度转换delay(5);Init_DS18B20();WriteOneChar(0xcc);WriteOneChar(0xbe); /从RAM中读数据delay(5);a=ReadOneChar(); /低8位b=ReadOneChar(); /高8位temp1=(b4; /个位temp2=a&0x0f; /小数temp=(b*256+a)4); /整数xs=temp2*0.0625*10; temper=temp+xs;oid ckinit() /串口初始化TMOD=0x20;/设置定时器1为工作方式2TH1=0xfa;TL1=0xfa;TR1=1;SCON=0x50;PCON=0x80; /波特率加倍EA=1;ES=1;void fas(unsigned char dat) /发送数据 ES=0;/串口中断允许位SBUF=dat;while(!TI);TI=0;ES=1;void main()ckinit(); /串口初始化while(1)duwendu();if(flag=1)if(a=1)fas(numbertemp/10);/十位fas(numbertemp%10);/个位fas(.); /小数点fas(numberxs%10);/小数fas( );fas(C);flag=0; void ser() interrupt 4RI=0; /接收标志位a=SBUF; /接收的数据flag=1;4、max232：用于ttl-uart电平转换，此次课设单片机与wifi模块电平不同连接方式：txd、rxd与单片机串口连接，9孔与wifi模块连接5、wifi（1）工作模式：透明传输模式，原因：选择透明传输模式，比较简单，不用知道传输的内容是什么，接收到什么传输什么（2）Wifi模块课设有两种，一种wifi232-x（有底板），另一种是wifi232-t（集成的小芯片），wifi232-x相对于集成芯片稳定许多，因为wifi232-t会时常出现搜索不到信号的情况，在调试过程中构成了困难，wifi232-x模块的使用：电源为5v，连接电源后，注意观察板子上的亮灯情况reload，ready，link，电源接通，reload即亮起，等待ready指示灯亮后，表示系统已启动完成，即可在pc机上无线网络搜索该wifi（初始ssid为HF-ALLx-AP），进入网址10.10.100.254，默认用户名和密码均为 admin。进入页面可修改wifi模块的参数，比如ssid（同时使用同一种模块的比较多，建议换个专属的名称，也为了避免别人不知道的情况下改了参数，可选择加密具体做法如下），在这个界面还可以修改所需的波特率，最后点击保存，重启wifi模块，之后根据新的ssid重新连接到wifiWifi模块设置图：（3）模块恢复出厂设置如果设置错误，导致模块不能正常工作，可恢复出厂设置。、在模块工作状态下(Ready 灯亮)，将模块的Reload 引脚拉低一秒(短接到GND 或者按Reload 按钮)，再放开悬空，等待模块重启，即恢复到默认设置。、登录网页，在模块管理子页面内，有恢复出厂配置按钮。6、串口调试助手这是一个可用来调试单片机和wifi的软件，1、串口调试：首先我们要设置好usb接到PC机上对应的串口的端口，（可通过设备管理器中的端口号查询com）接着设置与串口设备相同的波特率，其他不更改，点击“打开”（可事先在单片机芯片上写好程序，进行通信调试 如果能正常显示就表示调试成功，且芯片及程序有用2、网络接收端，设置协议类型为：client，服务器地址wifi模块ip地址：10.10.100.254，服务器端口号：8899，设置完成后，点击连接。在1的基础上不加单片机，而是用rs232将wifi串口连接在pc机上，此时就可以在串口和网络之间进行数据数据收发测试了，串口到网络的数据流向是：计算机串口-模块串口-模块WIFI-计算机网络，网络到串口的数据流向是：计算机网络-模块WIFI-模块串口-计算机串口。如果可以使用，即wifi模块正常7、手机APP调试助手除了计算机上用的串口转网络测试工具外，还有安卓(android)系统下的TCPIP 调试助手通过扫描下面的二维码下载到手机安装。保持前面计算机上的测试软件开启状态，链接也依然开启。手机开启WIFI 功能，找到并加入HF-A11X 的WIFI 网络，如上右图在手机上启动有人网络助手软件，切换到TCP Client 界面，点击增加，创建10.10.100.254的8899 端口的TCP 连接，创建成功后，会建立和WIFI 模块的TCP 连接。如图所示建立连接成功后，手机发送数据，计算机上的串口会收到信息，计算机的串口发送信息，计算机上测试软件的网络部分会收到信息，同时手机上的网络助手也会收到信息。三、ds18b20仿真：首先用lcd仿真看程序是不是能够正常运行显示温度四、心得：问题：乱码1、程序写的不对2、出现乱码的原因有多种可能，1、在串口调试的时候，出现乱码。查找原因才知道是两端电平类型不一样，一个是ttl电平还有一个是单片机输出的uart电平，因此就要进行转换，而max232就是这样的芯片。3、波特率不同，两端必须要保持相同的波特率，才能正常传输。调试步骤：这次的课程设计比较以往的多了硬件的动手能力，让我知道不仅仅在电脑上仿真出来就可以，仿真的器件是理想的，而实际的硬件上时需要不断的调试的，如果没有得到预想的结果，我们就需要一个部分一个部分的去排查去找原因，这次的wifi模块就是这样，我本来认为电路连接对了，程序对了，wifi模块有了，调试助手也有，那肯定很容易就做出来了，直到真正上手去做才知道，每个部分都可能出现问题，每个模块之间的连接也是这样，因此才需要调试，调试主要包括wifi模块的调试：1、wifi模块拿到之后，通过已有的串口调试助手，看是不是可以进行无线数据的传输，具体方法是将wifi模块一边通过rs232连在电脑上进行通过串口传输数据，检测网络数据接收端是不是可以接收，若可以，则wifi模块可用；2、单片机与电脑的串口传输，将单片机最小系统通过