【训练营_进阶班】联网插座 - 嘉立创EDA开源硬件平台

# 利用单片机和EMW3080或者esp8266实现一个可以用app控制通断的插座 2020立创EDA暑期进阶班。[项目参考零妖项目](https://oshwhub.com/7a745fc8/ke-shang-yong-wu-lian-wang-kai-guan-fang-an-ji-yu51-dan-pian-ji)；在线文档参考语雀：[基于阿里云智能的插座-需求分析](https://www.yuque.com/iiyqfa/ssdag4/pwdyeo)。 ## 一：项目需求 **设计一个能通过手机APP控制家里电灯的板子** * 硬件：USB供电，WIFI控制，继电器（带负载100W以内） * 嵌入式：响应WIFI模块的指令执行对应的动作，控制WIFI模块进入对应的状态。 * 手机APP：不同用户可进行配网，可控制继电器状态，可读取继电器状态，可管理多个设备。 * 服务器：可链接WIFI模块和手机，可维护用户信息，不容易崩 ## 二：方案设计 * 云端：[使用阿里云物联网平台](https://living.aliyun.com/)，可以通过云智能APP和天猫精灵来控制设备。 * Wifi模块：WIFI模块选择 EMW3080 。经过阿里云官方认证的通信模组，安全可靠。通过AT指令直连阿里云平台。使用时，刷新固件为阿里云飞燕固件。 * 主控芯片：选择51单片机，型号为 STC15W4K56S4-LQFP48。通用芯片使用简单。（其实就是为了和教程一致，减少不必要的麻烦） * 下载电路：CH340E用来USB转TTL电平。可以给单片机下载程序，也能在调试过程中和3080通过AT指令进行通信。 * 单片机复位：STC的单片机需要掉电才能完成复位。使用带使能引脚的LDO配合一个按键达到目的，LDO型号为ME6215C33M5G，可以将5V电压稳定为3.3V，给STC15W供电。 * 继电器：选择一个5V驱动的继电器。因为板子是通过USB的5V供电压。 * 继电器驱动电路：选择专用芯片 NUD3105LT1G。同时因为单片机上电默认为高电平，在控制信号前加一个反相器SN74LVC1G04DBVR，保证在上电时继电器默认信号是低电平，关闭状态。 ## 三：业务逻辑 1. 上电开机。读取Flash中的三元组信息。 2. 通过AT指令发送接口，将三元组信息发给WIF模组。 3. 通过AT指令发送接口，打开WIFI模组的ILOP服务。 4. 进入循环任务，开始定时执行所有相关子程序。 1. 若AT指令接收到“打开继电器”字符串，则控制IO口。 2. 若AT指令接收到“关闭继电器”字符串，则控制IO口 3. 若按键扫描到长按，则通过AT指令发送接口令WIFI模组进入配网模式，同时LED开始同时闪烁 4. 若AT指令收到“连接服务器成功”字符串，则控制LED单个闪烁。 5. 若AT指令手到“断开服务器”字符串，则控制LED灭。 6. 看门狗定时喂狗 ## 四：PCB绘制注意 1. 强电部分不铺铜，强电与强电、强电与弱电之间注意安全距离（尽量3mm，低于2mm的考虑挖槽，但要考虑PCB强度问题）； 2. 继电器外接220V的建议使用端子，不建议使用排针孔，继电器到端子的线径要粗； 3. 接线端子、microUSB放在板子边缘，否则不好接线，可以使用3D预览看； 4. 有些同学按键靠高压太近、按键在板子中间，不好按； 5. 电源要先过滤波电容再到单片机/WiFi模组； 6. WIFI正常工作会发热，注意设计好散热； 7. WIFI天线下方需要净空区，开槽最好； 8. 如果有塑料模具，则应注意元器件选型时考虑模具空间尺寸 ## 五：项目结果 1. **PCB的3D模型** 2. **PCB的实物** 3. **APP界面** 4. **实现的功能** 1. 设备上电，蜂鸣器响两声，进行提示。连接网络后，蓝灯亮起。 2. 设备每5分钟向云端上报一次当前的设备信息：继电器的状态、当前剩余工作时间。 3. 通过APP可控制继电器的通断。 4. 按下设备上的按键，可以让继电器状态反转，并且上报一次设备信息 5. 按键点按和长按，蜂鸣器会发出相应的按键声。 6. 在APP上设置剩余工作时间，设备收到之后，开始在设备上进行倒计时，时间到了，继电器反转。倒计时最长可以设置24小时。时间设置为0或者大于24小时，不进行倒计时，默认为关闭倒计时。 7. 可以设置云端定时，类似于闹钟。设置一天中的某一时刻继电器开或者关。设置完要保证APP后台运行。 ## 六：项目总结 1. **EMW3080刷新完固件，串口利用AT指令通信，波特率设置为115200，通信失败，为乱码**   在刷新固件时，BOOT通过跳线帽接地，刷完固件忘了拔掉，导致和串口助手通信失败。EMW3080正常工作时BOOT不接GND。 2. **阿里云平台设置好了，EMW3080通过串口助手直接利用AT指令进行控制，但通过云智能APP一直扫描不到EMW3080**   刚开始利用的是配网方式2。手机APP上进行扫描，一直扫描不到周边设备，原因未找到。   修改成配网方式1,。通过APP直接扫描配网二维码，可以连接成功。 3. **程序没问题，下载进去之后，单片机STC15W的串口1和串口助手通信一直是乱码，波特率错误**   在下载程序时，STC-SPI需要程序运行时的IRC频率为22.1184Mhz。如下图： 4. **蜂鸣器不响** 　　P52口的驱动能力太弱，加上拉电阻。 5. **DS18B20的数据一直错误，是一个随机数  (未解决,求大佬帮忙 )**   变量 FloatTemperature 未初始化，导致为一个随机值。由于未知原因，if\(DS18B20\_RAM\[8\] == DS18B20\_RAM\[9\]\)这个判断一直进不去，Read\_T1\(\)函数直接返回出一个随机值。   将FloatTemperature初始化为0，直接关掉if\(DS18B20\_RAM\[8\] == DS18B20\_RAM\[9\]\)这个判断，最后返回出来的温度一直66和133左右，没找到问题所在。  大神们有解决思路可以评论区留言，万分感谢。 6. **在生活物联网平台编辑的公版APP，设置了二级界面，但是在手机上一直划不出来 (未解决)**