基于Wi-Fi的模块应用于新型小家电的设计与实现

陈锡铿

（广州亚俊氏电器有限公司 广东省广州市 511442）

1 引言

Wi-Fi 技术应用于新型小家电已经成为目前智能家电设计的一个趋势。智能家电通过Wi-Fi 技术、手机APP 让家电更加的智能化。本文主要是论述智能手机通过Wi-Fi 模块去控制智能小家电，整个设计主要通过手机APP、Wi-Fi 透传、国产单片机赛元芯片为主控组成。通过Wi-Fi 实现信息的传输，实现小家电智能化。

2 系统设计

系统设计如图1 所示。

2.1 系统设计控制原理

本设计采用国产赛元8 位芯片SC92F8545 作为主控芯片，采用杭州涂鸦科技的Wi-Fi 模组，同时采用NTC 温度传感器、直流无刷电机和发热管器件组成的智能小家电。通过组网成功后，主控芯片通过Wi-Fi 模组接受手机APP 发送的信号，根据协议信号去控制家电，家电并实时反馈运行的状态和参数。

2.2 Wi-Fi技术和模组

Wi-Fi 技术属于无线技术的一种，具有传输速度快、无需布线等优势。近几年随着IOT 物联网概念的兴起，人们的生活与互联网越发的紧密联系起来。Wi-Fi 技术凭着自身特点的突出，成为许多智能小家电通过Wi-Fi 模组简单方便地接入互联网。

本设计采用杭州涂鸦科技开发的一款低功耗嵌入式Wi-Fi+BT模块，内置Wi-Fi 网络协议栈和丰富的库函数。设计者可以满足自己的开发需求，简单快速的组建开发自己的产品。

3 硬件电路设计

硬件电路设计如图1，手机APP 发送参数或控制信息，通过Wi-Fi 模组，根据协议传输到主控芯片，主控芯片根据数据进行判断和响应，同时主控芯片将设备的状态和参数回传到手机APP，达到智能交互目的。

4 系统软件设计

系统软件设计如图2 所示，通过手机应用商店，下载涂鸦智能APP，并且通过官方提供的MCU SD 包进行二次开发。

4.1 MCU软件开发

MCU 通过串口与Wi-Fi 模组连接实现设备联网，对接方案通信原理如如图3 所示。主控部分程序设计通过直接移植MCU SDK，移植MCU SDK 代码成功后，需要验证MCU 代码的正确性。移植主要流程如下，详细可以参考官方技术文档：

图1

图2

步骤 1： 编写 MCU 基础程序，移植 SDK 文件

步骤 2： 确认 protocol.h 宏定义

步骤 3： 移植 protocol.c 文件及函数调用

步骤 4： DP 上报下发函数完善调用

步骤 5： 配网功能及指示灯函数完善

步骤 6： 产测功能完善

图3

图4

图5

MCU SDK 移植成功后最重要需要进行验证MCU 与模块是否能正常工作，通信连接是否正常，模块激活所需要数据的获取，模块获取工作方式等流程。

4.1.1 心跳包

心跳包是MCU 和模块之间定时通信的数据，可用作验证MCU 或者模块是否正常工作的依据，所以，建议MCU 和模块上电后第一次通信的帧为心跳包。只有在心跳包发送和回复都正常的情况下，才可以往下进行通信。

4.1.2 查询产品信息

在心跳包可以正常交互后，模块需要查询MCU 固件的产品PID、版本号、配网方式，PID 用于产品激活，版本号用于在OTA升级完成后验证是否升级成功，配网方式用于选择模块的配网方式。

4.1.3 查询MCU，设定模块的工作方式

用来设置模块工作方式，选择MCU 与模块配合处理方式或者模块自处理方式。可根据Wi-Fi 网络状态指示灯和模块重置按键的硬件连接位置来选择。

数据交互流程如图4 所示。

MCU SDK 移植成功后，需要逐步添加产品具体功能，如图5所示。

5 整机功能联调

通过手机APP 与移植好程序的主控芯片进行联调，通过配网指令，让设备连接上路由器并注册在服务器。2、通过手机APP 进行数据、控制指令的下发，根据定义的数据节点与串口调试助手观察数据与家电设备的状态是否改变。

6 结束语

通过对市面上热门的Wi-Fi 模块的研究调查，结合硬件和软件的设计，可以较低的成本和简单快速的实现产品的智能化，同时可以更加深入的了解智能化平台、AI+IOT 开发者平台、云服务等等，后续可以实现大规模的产品智能化或更换其他的智能大平台提供设计便利。