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1、. . . .摘 要生活中插座的应用极其普遍，家用电器待机损耗，造成了电能的浪费。此论文论述和分析了当今社会中插座的发展历史、现状，比较当前普通的插座的不足，提出新的设计方案和解决方法基于WiFi的智能电源插座设计。过去，插座只是普通的连接器件，如今转变成为了拥有独立操作系统的新型智能设备。以往出门在外无法掌控家里的电器工作，如今可以通过手机APP控制WiFi智能插座让家电独立完成工作，给生活带来了许多的便利。关键词：WiFi；智能插座；远程控制AbstractThe use of socket in life is very common, household appliances stan
2、dby loss, resulting in a waste of energy. This paper discusses and analyzes the development history and current status of the socket in todays society, and compares the disadvantages of the current common socket, and puts forward a new design scheme and solution. In the past, the socket is just a co
3、mmon connection device, and now it has changed into a new type of intelligent equipment with an independent operating system. In the past to go out home can not control the work of the home, and now can be controlled by mobile APP，WiFi smart socket to allow the appliance to complete the work indepen
4、dently, to bring a lot of convenience to life.Keywords：WiFi;Smart socket; Remote control目 录摘 要IAbstractII目 录III第1章 绪 论11.1 研究意义11.2 发展趋势11.3 本设计的市场前景2第2章 系统方案设计及分析32.1 智能WiFi插座的设计方案32.2 现阶段智能插座控制方式对比32.3 智能WiFi插座功能简介42.4 工作原理框图5第3章 智能WiFi插座硬件设计63.1 主控部分63.2 5V变压模块93.3 继电器模块11第4章 实物制作134.1 焊接前处理134.2
5、 进行焊接134.3 后续处理13第5章 软件系统设计175.1 搭建编译环境175.2 下载OpenWRT源码195.3 配置OpenWRT源码205.4 代码修改215.5 编译固件235.6 固件写入开发板245.7 配置OpenWRT系统26第6章 手机端应用开发276.1 Android系统简介276.2 Android系统结构276.3 Android APP流程图296.4 Java SDK环境搭建306.5 Android开发环境搭建306.6 建立Android项目316.7 编译Android程序32第7章 软硬件调试与实现337.1 硬件调试337.2 软件调试337.3
6、 系统调试结论38第8章 总结和展望398.1 总结398.2 展望40参考文献41致谢42附件143AR9331芯片引脚图43AR9331模块电路图44附件2 中英文翻译45中文翻译45英文原文56专业. . . .第1章 绪 论1.1 研究意义WiFi智能插座是一款新兴的智能化产品，它利用WiFi网络建立起与手机的通信，用户通过手机App操作就能打开或者关闭指定的电器。因为可以做到随时随地对家电的控制，使待机功率较大的电器可以做到完全断电、随用随开，同时也能省下电费，达到节能减排、绿色环保的目的。随着人们生活质量的提高，借着互联网+、物联网概念的东风，智能家居概念越来越深入人心。而采用全套
7、智能化家居系统的费用很高，而且技术更新快，产品容易过时，对于已经交付使用的住房来说，改造起来更为复杂。而利用智能WiFi插座，不需要破坏当前家庭装饰，不需要家庭网关，就可以把原本不智能的家用电器智能化，体验到智能家居的便利。1.2 发展趋势“物联网”、“智能家居”是近几年大火的几个词语。物联网和智能家居是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。据预测，2020年物联网设备数量将达到250亿件，在2016年物联网产业就会达到近5000亿元的规模。基于物联网技术的智能家居正逐步走向千家万户。如今，智能家居更是国内创业者、各大互联网巨头和家电厂商关注的焦点。各种智能家居产品层
8、出不穷，智能家居市场一片繁荣。专业而智能插座作为智能家居中重要的一种形式，必将成为人们日常生活中必不可少的必需品，将会广泛用于个人家庭以及一些公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。同时会为节能减排做出不小的贡献。1.3 本设计的市场前景目前市场上排插的功能单一，只能通过手机APP控制插座通断，以及提供一个小电流的USB接口。而本设计不仅可以单独控制两路插座开关，还具有定时通断功能，同时提供最大4.8A的USB电流输出，还带有网线接口，可实现路由功能、远程开电脑功能等。第2章 系统方案设计及分析2.1 智能WiFi插座的设计方案智能WiFI插座设计包括硬件和软件两部分。硬件是电
9、路的物质基础。它在软件的协调配合下运行，实现系统功能控制，完成控制任务。硬件包括:电源、变压器部分、控制部分、继电器部分等。控制系统的软件，指的是它的全部程序，包括系统软件和应用软件两大类。2.2 现阶段智能插座控制方式对比智能插座就是一个互联网时代赋予智能化的开关控制器。根据不同的控制介质，可以分为以下几种控制方式：1.红外遥控。红外技术出现年代久远，技术较为成熟。但其有方向局限性，而且家中过多的红外设备易被干扰，造成控制混乱。2.蓝牙遥控。一般采用手机控制。它相较于红外技术有传输速度快、距离远、安全性高等优势，但是想要进行远程控制就难以实现了。而且蓝牙信号容易被家中2.4Ghz的WiFi信
10、号所干扰，影响其实际遥控范围。3.GSM技术。通过安装SIM卡的手机或其他通信工具向带有GSM通讯模块的插座发送指令来控制插座。优点是可以实现远程通信，但在通讯过程中会产生流量费用或短信费用，使用过程中会带来昂贵的开支。4.WiFi技术。手机电脑等设备通过无线模块连接无线信号，向指定的IP地址发送指令即可控制插座。此方式既可以实现远程控制，又不会产生额外的费用。综上所述，WiFi技术相对其他控制方式优势明显，而且具有成本较低、整合度高、安全性强、开发方便等优点。2.3 智能WiFi插座功能简介该智能WiFi插座通过手机APP实现远程控制，其主要功能如下：2.3.1 控制插座开关可以远程控制两路
11、插孔独立开关，以及一路USB插口开关，并可以查看插座的开关状态，了解家中设备实时信息。无论是在厨房、办公室还是出差外地，只要是有网络的地方，都可以通过智能WiFi插座控制家里的任何电器。2.3.2 离线检测功能用户若离开家门，可以自动检测并关闭插座，保障家庭用电安全。2.3.3 远程开电脑功能利用WOL功能（主机远程唤醒，Wake on Lan，是由网卡配合其他软硬件，通过给处于待机状态的网卡发送特定的数据帧，实现电脑从停机状态启动的一种技术。）通过网线与计算机连接，可以控制电脑远程开机。2.3.4 定时功能可以对插座设置计划任务，定时的开关插座、定时开关电脑。2.3.4 安全保护内置10A保
12、险丝、防雷电阻。防雷击、防短路，保护电器以及人身安全。2.4 工作原理框图图2.1 工作原理框图第3章 智能WiFi插座硬件设计在硬件设计过程中，较多的考虑了最终产品的体积以及性能，决定使用AR9331芯片的开发板用作主控部分，用GPIO控制继电器继而控制插座的开关。硬件设计如下：3.1 主控部分AR9331是高通Atheros开发的WiFi芯片，支持路由和中继功能，具有高性能低功耗的特点。它支持多用户同时连接，可以接收手机、平板通过WIFI发送过来的控制信号，实现手机、平板的无线遥控功能。 AR9331支持USB接口摄像头，可以实现图像和音频通过WIFI传输，实现手机、平板的远程监视功能。
13、该模块的体积小、功耗低，是做控制器、手机遥控器、视频监视器的最佳选择。 3.1.1 模块参数概述表3.1 硬件规格处理器Atheros AR9331内存32MB DDRFlash8MB NOR无线速率2.4G，1T1R 最高达72Mbps接口1x10/100Mbps 自适应WAN/LAN1xUSB2.02xGPIO表3.2 无线参数协议标准IEEE 802.11b.g.n基本功能无线开关SSID 广播开关2.4G 信道选择频段带宽可选20M/40M输出功率IEEE 802.11n13dBm72Mbps（OFDM 模式）IEEE 802.11g16dBm54Mbps（OFDM 模式）IEEE 8
14、02.11b18dBm （CCK 模式）接收灵敏度CCK 11 Mbps -82dBmOFDM 6 Mbps -85dBmOFDM 54 Mbps -70dBm无线安全无线 MAC 地址过滤无线安全功能开关64/128/152 bit WEP 加密WPA-PSK/WPA2-PSK、WPA/WPA2安全机制WPS 快速安全设置表3.3 软件功能实用功能ADSL&DHCP 自动登录支持 IE、 Firefox、 Safari、 Chrome 主流浏览器QOS（WMM，带宽控制功能）DDNS工作模式AP/Router/WDS 模式网络设置WAN 连接类型支持：PPPOE、动态 IP、静态 IPMAC 地址修改与克隆3.1.2 模块特性表3.4 技术指标项 目技术指标单 位备 注工作电压5V0.1v额定电流500mA最大功率输出无线通讯IEEE802.11b/g/n额定功率16dBm通讯协议（UART/GPIO）开机启动时间25s射频端口驻波1.3数据传输最大通讯距
