【中山大学校赛】--远程继电器控制板 - 嘉立创EDA开源硬件平台

队伍信息：新手上路组：吴锶禹、邓凯匀 中山大学电设校赛获奖作品--远程继电器控制板 1、设计目标 设计并制作一个可远程控制的继电器板。 2、系统总体框图 ①整体方案描述 本设计方案分为两个部分进行设计，一个是发射端，另一个是接收端。 （Ⅰ）发射端 发射端采用WeMos D1和Esp8266nodemcu和作为主控板，两个主控板上都连接有2.4G无线模块nrf24l01和LED灯，nrf24l01用于和接收端进行通信，发送数据到接收端，LED灯用于反映系统的工作情况。 （Ⅱ）接收端 接收端采用两个Arduino Uno开发板作为主控板，两个个主控板上都连接有2.4G无线模块nrf24l01和继电器（其中一个arduino板子上连接有两个继电器和两个nrf24l01），nrf24l01用于和发射端进行通信，接收发射端发送来的数据，并通过接收到的数据发送信息给主控板，主控板这时便可以通过信息，控制继电器打开或者闭合。 ②方案的选择 概述：前期我们队经过了长久的思考，通过在网上查找资料，对不同控制板和电子元器件进行比对，最终设计出以esp8266-Arduino-nrf24l01为主体的方案，并最终确定出本设计方案。 控制板的选择：在发射端和接收端均采用两个主控板，原因是如果在发射端和接收端都只用一个主控板，该系统会不稳定，甚至无法工作。在发射端和接收端均采用两个控制板可以提高系统的工作效率。 继电器的选择：本设计方案选择的继电器型号为SRD-05VDC-SL-C，已经将其焊接到事先准备的转接板上，转接板上有三个引脚：Vcc、GND、I/O来控制继电器工作，同时还焊接有LED灯，可以显示继电器是否通电和继电器是否处于工作状态。 3、网络拓扑结构 ①通信方式的比较与选择 本设计方案的通信模块采用esp8266和nrf24l01相结合。一开始比对了esp8266和其它WiFi模块的性能参数，最终因esp8266方便使用，且有现成的带esp8266的主控板可以使用，就选择了esp8266作为本设计方案的WiFi模块。关于2.4G无线模块nrf24l01的选择，很大的原因是其传输距离远，而且几乎没有延迟，容易开发，如果在实际工程应用中延迟时间过长会影响生产效率，所以最后选择了nrf24l01作为2.4G无线模组，用于遥控器和继电器之间的通信。 ②拓扑结构描述 （Ⅰ）本设计方案总共用到了6个nrf24l01，发射端3个，其中2个位于Esp8266nodemcu主控板上，1个位于WeMos D1主控板上，接收端3个，分别位于不同的Arduino Uno板上。每两个nrf24l01分别对应，分别进行数据的收发，且由于通信通道和地址的不同，它们之间互不干扰。 （Ⅱ）在发射端，我们在WeMos D1主控板上连接了一个LED灯，在Esp8266nodemcu主控板上并联了两个LED灯，这三个LED灯的颜色互不相同，分别反映接收端的不同的继电器的工作状态。 （Ⅲ）接收端的网络拓扑结构在上面系统整体方案描述的接收端中已详细说明，这里不再赘述。 4、应用层通信协议设计与描述 本方案的通信元器件为esp8266和nrf24l01，esp8266通信采用的是Http应用层通信协议，浏览器和Web服务器之间通过HTTP在Internet上进行数据的发送和接收，实现通信。nrf24l01的通信则是通过设置不同的通信频道和通信地址，实现不同的nrf24l01之间进行通信。