传感器与自动识别技术 课件 项目五 基于WI-FI技术的智能热水器

单元五基于WI-FI技术的智能热水器传感器与传感网技术应用单元五基于WI-FI技术的智能热水器单元阐述：本单元在学习常见短距离无线通信理论技术的基础上，通过具体任务熟悉WI-FI模块的设置和组网；并进一步模拟用户需求，利用手机端APK，借助WI-FI模块实现远程控制热水器的温度设置和设备启停。单元五基于WI-FI技术的智能热水器知识目标：了解的WI-FI技术、蓝牙技术、Zigbee技术的基本概念；理解WI-FI芯片和温湿度传感器的基本工作原理和参数；了解AS和KEIL5软件的一般开发流程；掌握常见AT命令和新大陆云平台项目创建知识。单元五基于WI-FI技术的智能热水器技能目标：能够依据不同场景的特点选取合适传感器并进行正确连接；能够利用AT命令对WI-FI模块进行配置和组网；能够熟练掌握M3模块的烧写并对工程代码进行简单配置；能够熟练掌握APK程序的安装并对源代码进行初步解读；能够运用新大陆云平台构建项目并实现整个系统正常运行。任务一Wi-Fi模块设置任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04短距离无线通信技术WI-FI技术及ESP8266蓝牙技术任务资讯123Zigbee技术4AT指令5短距离无线通信一般是指在较短距离内（一般在几十米到两百米内），自由连接各种便携式电子设备、计算机外部设备和各种家用电器设备，实现信息共享和多业务的无线传输。短距离无线通信技术蓝牙耳机WI-FIZigbee-智能家居RFIDNFC短距离无线通信技术应用短距离无线通信技术WI-FI技术及ESP8266蓝牙技术任务资讯123Zigbee技术4AT指令5分组讨论：家用路由器的作用和局限。提示：1、家里没有路由器我们的生活会如何？2、你希望目前的路由器哪些方面得到强化？Wi-Fi技术及ESP8266

Wi-Fi是无线局域网（WLAN）的一个标准，最早的无线局域网可以追溯到上个世纪70年代。Wi-Fi技术及ESP8266标准Wi-Fi1Wi-Fi2Wi-Fi3Wi-Fi4Wi-Fi5Wi-Fi6协议名称802.11b802.11a802.11g802.11n802.11ac802.11axwave1wave2网络频段2.4GHz5GHz2.4GHz2.4GHz、5GHz5GHz2.4GHz、5GHz最大带宽20MHz20MHz20MHz40MHz80MHz160MHz160MHz单流带宽11Mbps54Mbps54Mbps150Mbps433Mbps867Mbps1200Mbps最高带宽11Mbps54Mbps54Mbps600Mbps3466Mbps6933Mbps9.6Gbps空间流---4*48*8（下行）8*8

WI-FI通信模块使用的是ESP8266芯片，ESP8266强大的片上处理和存储能力，使其可通过GPIO口集成传感器及其他应用的特定设备，实现了最低前期的开发和运行中最少地占用系统资源。Wi-Fi技术及ESP8266短距离无线通信技术WI-FI技术及ESP8266蓝牙技术任务资讯123Zigbee技术4AT指令51、你用过蓝牙耳机吗？2、你会配置蓝牙耳机吗？蓝牙技术(Bluetooth)蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性标准，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙技术(Bluetooth)短距离无线通信技术WI-FI技术及ESP8266蓝牙技术任务资讯123Zigbee技术4AT指令5Zigbee技术与智能家居ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，是一种短距离、低功耗的无线通信技术。ZigBee又称紫蜂协议，来源于蜜蜂的八字舞。Zigbee技术序号时间标准特性12003年ZigBee问世-22004年ZigBee1.0（ZigBee2004）只能支持少量节点，星状拓扑，几乎没有什么实际应用32006年ZigBee2006面向住宅环境，支持树状和网状拓扑，可容纳300个以内节点，完全满足住宅自动化的组网需求42007年ZigBeePro面向商业和工业环境，可支持1000个节点，且有更好的安全性52016年ZigBee3.0统一众多应用层协议，解决了不同厂商Zigbee设备之间的互联互通问题短距离无线通信技术WI-FI技术及ESP8266蓝牙技术任务资讯123Zigbee技术4AT指令5AT即Attention、终端设备(TE)、数据终端设备(DTE)终端适配器(TA)、数据电路终端设备(DCE)AT指令TE/DTETA/DCEAT指令回应网络用户任务一Wi-Fi模块设置任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04团队讨论:任务分析任务的主要目标是什么？团队成员如何分工？实现任务目标需要哪些步骤？根据所学相关知识，制订本次任务的实施计划。任务分析项目名称基于WI-FI技术的智能热水器任务名称Wi-Fi模块设置计划方式分组完成、团队合作、学材分析、资料调研计划要求1.掌握Wi-Fi模块在newlab平台上的烧写方法2.掌握通过AT命令配置Wi-Fi模块的工作模式3.能根据功能需求，完成Wi-Fi模块的无线组网序号主要步骤1选择合适的通讯模块并准备好相应烧写工具和软件2烧写Wi-Fi模块3通过AT命令设置Wi-Fi模块的不同工作模式4完成两个Wi-Fi模块的无线组网团队讨论:设备与资源准备任务要用到哪些硬件设备？设备是否有故障？设备选型是否最优？有没有备用方案？任务实施前必须先准备好以下设备和资源。设备与资源准备序号设备/资源名称数量1WiFi模块22NEWLab实验平台（硬件底座）13PC计算机14FLASH_DOWNLOADTOOLS_v2.4150924.rar（烧写工具）15UartAssist.exe（串口调试助手）1任务一Wi-Fi模块设置任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务实施前需核对:任务实施硬件型号与文档要求是否一致？软件版本与文档要求是否一致？分组确认烧写结果逐条核查任务评价单任务完成后需确认:任务实施1Wi-Fi模块烧写配置AP模式23配置station模式4WI-FI模块无线组网将电脑通过串口线连接到NewLab硬件平台，并将NewLab硬件平台设置为“通讯模式”。将wi-fi通讯模块安装到平台上，然后开启电源。Wi-Fi模块烧写找到三个烧写文件，打开烧写工具ESP_DOWNLOAD_TOOL。烧写设置，打开烧写工具ESP_DOWNLOAD_TOOL打开烧写工具ESP_DOWNLOAD_TOOL，并按图设置。烧写设置123按下“START”,等待2分钟左右，烧写完成。烧写结果任务实施1Wi-Fi模块烧写配置AP模式23配置station模式4WI-FI模块无线组网将电脑通过串口线连接到NewLab硬件平台，并将NewLab硬件平台设置为“通讯模式”。将wi-fi通讯模块安装到平台上，然后开启电源，按下复位按钮，重启模块。配置AP模式-准备打开串口调试助手UartAssist.exe.选择正确的COM号、波特率等，如图所示设置。配置AP模式-串口工具配置按文档所示步骤进行操作，最终WI-FI模块设置好热点名称和密码，可以查看自身IP，如图所示。配置AP模式任务实施1Wi-Fi模块烧写配置AP模式23配置station模式4WI-FI模块无线组网保留上一步设置好的AP工作模式的wi-fi模块，再准备一块wi-fi通讯模块，如果模块没有烧写过固件,则参考任务1进行烧写；如果已经烧写过则忽略烧写步骤。配置station模式-准备打开串口调试助手UartAssist.exe.选择正确的COM号、波特率等，如图所示设置。配置station模式-串口工具配置按文档所示步骤进行操作，最终WI-FI模块开启DHCP功能，并具备连接其他热点能力；如图所示。配置station模式任务实施1Wi-Fi模块烧写配置AP模式23配置station模式4WI-FI模块无线组网把第二步设置好soft-AP工作模式的Wi-fi模块的JP2拨到右边并放到平台上（拨到右边不占用NEWLab的串口）。WI-FI模块无线组网-准备打开串口调试助手UartAssist.exe.选择正确的COM号、波特率等，连接模式为station的模块，如图所示设置。WI-FI模块无线组网-串口工具配置按文档所示步骤进行操作，最终station模块连接AP模块，并能获取IP地址；如图所示。WI-FI模块无线组网任务一Wi-Fi模块设置任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04课程小结WIFI模块设置谢谢大家学习汇报人：XXX汇报时间：XX年XX单元五基于WI-FI技术的智能热水器传感器与传感网技术应用任务二基于Wi-Fi的智能热水器任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务资讯温度传感器AndroidAndroidStudio123

温度传感器是一种将温度变化转换为电量变化的传感器，它利用感温元件的电参量随温度变化的特性，通过测量电路电信号变化来检测温度。温度传感器温度/光照传感器模块温度/光照传感器模块电路板本书采用NEWLab套件的温度传感模块，该模块使用NTC热敏电阻器。温度传感器热敏电阻温度特征曲线图温度传感器工作电路空调饮水机烘干机烤箱冷柜温度传感器应用讨论：有哪些设备使用了温度传感器？任务资讯温度传感器AndroidAndroidStudio123Android操作系统作为前使用最广泛的移动操作系统之一，从2009年首个AndroidBeta如今已发布到Android9.0。AndroidAndroid是一种基于Linux的自由及开源的操作系统，由Google公司发行。而iOS是由苹果公司开发的移动操作系统，用于苹果设备。Android对比项AndroidiOS开发语言JavaObjective-c，Swift系统开放性Android源代码开放，开放性更好封闭操作系统，开放性较差系统安全性源代码开放，安全性较差封闭操作系统，安全性更高

2019年8月9日，华为在东莞发布华为鸿蒙系统（huaweiHarmonyOS），鸿蒙是基于微内核的全场景分布式OS，可按需扩展，实现更广泛的系统安全，主要用于物联网，特点是低时延，甚至可到毫秒级乃至亚毫秒级。扩展：HarmonyOS任务资讯温度传感器AndroidAndroidStudio123AndroidStudio（简称AS）是Google于2013I/O大会针对Android开发推出的新的开发工具，提供了集成的Android开发工具用于开发和调试，开发者可以在编写程序的同时看到自己的应用在不同尺寸屏幕中的样子。AndroidStudio在AndroidStudio中，一个Android项目的文件结构有许多种表现形式，我们称之为视图，Project视图中的文件结构是项目在硬盘上真实的文件结构。AndroidStudio程序结构任务二基于Wi-Fi的智能热水器任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04团队讨论:任务分析任务的主要目标是什么？团队成员如何分工？实现任务目标需要哪些步骤？根据所学相关知识，制订本次任务的实施计划。任务分析项目名称基于WI-FI的智能热水器任务名称搭建基于WI-FI的智能热水器计划方式分组完成、团队合作、学材分析、资料调研计划要求1.能根据任务要求选择硬件搭建基于WI-FI的智能热水器系统2.将相关硬件接入云平台并做好相应设置3.烧写M3核心模块程序，并通过AndroidStudio开发基于WIFI的远程控制APK序号主要步骤1根据功能做整体设计规划2M3主控模块嵌入式软件设计3手机端APK设计4云平台相关设置5M3模块烧写6NEWLAB平台模块连接7系统联调团队讨论:设备与资源准备任务要用到哪些硬件设备？设备是否有故障？设备选型是否最优？有没有备用方案？任务实施前必须先准备好以下设备和资源。设备与资源准备序号设备/资源名称数量是否准备到位（√）1NEWLab实验平台1

2M3主控模块1

3温度/光照传感器模块1

4继电器模块1

5WIFI通讯模块1

6指示灯模块（模拟加热）1

7温度传感器1

8香蕉插头连接线若干

任务二基于Wi-Fi的智能热水器任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务实施前需核对:任务实施硬件型号与文档要求是否一致？软件版本与文档要求是否一致？分组确认烧写结果逐条核查任务评价单任务完成后需确认:任务实施1方案设计M3程序设计23APK设计4云平台设置25程序及模块联调该方案的原理是通过温度传感器获得当前热水器内部温度的数值，再根据程序设定的温度阈值进行对比，如果温度低于设定下限值，就启动加热功能；当温度高于设定上限值时，就停止加热，确保温度保持在设定的范围。方案设计该方案的拓扑图如下：方案设计任务实施1方案设计M3程序设计23APK设计4云平台设置25程序及模块联调系统初始化后，先连接云平台，然后进入主体任务。主体任务具体如下：M3程序设计打开主程序WiFiToCloud下的文件“CloudReference.h”，如下图所示：（注意：WiFi名称和密码一定要用英文双引号””，否则软件会出错。）关键参数可编辑代码请点击这里其中设备标识与传输密钥需要通过新大陆云平台设置的项目获取：关键参数获取温度值后先与上限值做比较，再与下限值比较：温度控制主程序可编辑代码请点击这里任务实施1方案设计M3程序设计23APK设计4云平台设置25程序及模块联调在Android端用户能够远程获取当前温度值、上下限温度值、热水器的开关状态；并可以手动设置上限/下限值，手动控制热水器的开关状态。APK设计程序结构图业务流程图任务实施1