基于GPRS AIR202的超级简单插座设计

一、简介

免配网+最小，最简洁

免配网+最小，最简洁

免配网+最小，最简洁

一分钟上手

采用的是GPRS模块+LUA语言开发，超级简单

妈妈再也不用担心我不懂C语音啦

原件就几个，焊接五分钟完事

通过云智能和天猫精灵控制开关动作

开始以为2G会有很严重的时延，不过测试很完美。详见附件

二、功能描述

采用的是通用MQTT接入阿里云，通过心跳保持设备在线。

设备心跳上报超时，APP和天猫精灵上就会提示不在线。

云端数据处理全部在阿里云，本地负责上报开关的情况

三、设计特点

1.把元器件做了两面，把体积做到了最小，可以直接放到电风扇里边，或者放到音箱里边，或者插排里边

2.预留了一个KEY，轻触开关，不过想到板子带220V.控制权还是全部留给手机APP和天猫精灵了

3.下载接口采用的是TOP面单面焊盘，可以直接使用串口压针压住下载

4.设计的时候考虑到家里的路由器没办法给WIFI配网，就直接用了2G的。配网还是一件挺麻烦的事情，影响用户体验的

5.代码使用的是LUA开发，跟C没有啥关系，调用接口完事。所以代码调试时间很短

6.考虑到是直接放进去电器里边，所以没有考虑到外壳。

7.PCB面积（宽3.5cm   长4.5cm）在嘉立创打样限制的10cm*10cm以内，打板成本极低。

四、元器件选型

1.主控使用AIR 202，直接驱动NUD3124LT1G拉动继电器（谢谢EDA的老师推荐的神器）。因为主控复位期间GPIO8是高阻，所以不需要考虑加辅助电路。

2.下载采用的是下载串口和主电路板分离，不然电路板体积要加大，做不到精简

3.电源使用的是HLK-PM01，出来就是5V的电压供给继电器动作。主要是担心继电器动作的时候会把电压拉低以及给主控DCDC供电，所以加了一个固态电容100UF的。继电器使用的是JZC-32F/005-HS3(555)驱动电压是5V，主控需要的电压是3.3V-4.2V，所以使用了一个DCDC，SW5033H的DCDC,从5V输出取电，主控供电并联了两个电容降低ESR，一个100UF的固态加一个22UF的0603。

4.没有使用PCB天线，主要是做阻抗匹配比较麻烦一些，所以直接一个一代IPEX出来外接天线了，信号强度比较理想CSQ能到23这样。需要注意天线的净空处理，不然容易翻车

5.接线采用两个2P端子，开始想做单火取电，想想手上刚好没材料，所以放弃了

6.指示灯只是一个0805的蓝色LED，主要通过慢闪和快闪来区分联网状态。因为打算把成品放到家电里，所以没做指示灯，继电器状态可以通过APP查看或者直接问天猫精灵

五、布局布线设计

1.202的摆放比较随意，主要是天线要做净空处理还有就是IPEX焊接要保证焊接到位即可（注意是两面，不然影响信号，到时候连不上网就翻车了）

 

2.强电和弱电的隔离。物理距离大概有3MM这样，主要还是比较担心，所以中间加了一个开槽。开槽有1.5MM的宽度

3.覆铜处理，主要是增加天线的反射平面，所以不规则的打了比较多的过孔

六、设计心得和调试过程

开始考虑用2G方案，天生它就没有WIFI的时延低，一般都要延时一秒到两秒。开始以为在APP发出控制指令要等好久，结果测试挺完美的（延时时间基本在1秒以内，用户使用无延时感）。算得上比较完美，也进一步证明阿里的的云平台比较牛逼。以前阿里平台是APP上线或者问天猫设备的状态，阿里的服务器会过来问设备的状态，然后设备回应。现在模式改了，改成了服务器下发开的指令之后，本地设备处理完开的指令后，上报一个开的状态。后来提交工单问了一下才知道改了。

七、焊接过程原件就几个，焊接几下就弄完了

八 LUA代码（相对比较简单，调用相关API即可）

module(...,package.seeall)

require"aLiYun"
require"misc"
require"pm"

local PRODUCT_KEY = "your key"

local function getDeviceName()

    return misc.getImei()

end


local function setDeviceSecret(s)

    misc.setSn(s)
end



local function getDeviceSecret()

    return misc.getSn()

end


local sConnected

local publishCnt = 1


local function publishTestCb(result,para)
    log.info("testALiYun.publishTestCb",result,para)
    sys.timerStart(publishTest,20000)
    publishCnt = publishCnt+1
end

function publishTest()
    if sConnected then
        aLiYun.publish("/"..PRODUCT_KEY.."/"..getDeviceName().."/update","qos1data",1,publishTestCb,"publishTest_"..publishCnt)
    end
end

local function rcvCbFnc(topic,qos,payload)
    log.info("testALiYun.rcvCbFnc",topic,qos,payload)
end

local function connectCbFnc(result)
    log.info("testALiYun.connectCbFnc",result)
    sConnected = result
    if result then

        aLiYun.subscribe({["/"..PRODUCT_KEY.."/"..getDeviceName().."/get"]=0, ["/"..PRODUCT_KEY.."/"..getDeviceName().."/get"]=1})

        aLiYun.on("receive",rcvCbFnc)

        publishTest()
    end
end


local function authCbFnc(result)
    log.info("testALiYun.authCbFnc",result)
end

aLiYun.setup(PRODUCT_KEY,nil,getDeviceName,getDeviceSecret)

aLiYun.on("auth",authCbFnc)
aLiYun.on("connect",connectCbFnc)

require"aLiYunOta"

local function otaCb(result,filePath)
    log.info("testALiYun.otaCb",result,filePath)
    if result then
        local uartID = 1
        sys.taskInit(
            function()
                local fileHandle = io.open(filePath,"rb")
                if not fileHandle then
                    log.error("testALiYun.otaCb open file error")
                    if filePath then os.remove(filePath) end
                    return
                end

                pm.wake("UART_SENT2MCU")
                uart.on(uartID,"sent",function() sys.publish("UART_SENT2MCU_OK") end)
                uart.setup(uartID,115200,8,uart.PAR_NONE,uart.STOP_1,nil,1)
                while true do
                    local data = fileHandle:read(1460)
                    if not data then break end
                    uart.write(uartID,data)
                    sys.waitUntil("UART_SENT2MCU_OK")
                end

                aLiYunOta.setVer("MCU_VERSION_1.0.1")

                uart.close(uartID)
                pm.sleep("UART_SENT2MCU")
                fileHandle:close()
                if filePath then os.remove(filePath) end
            end
        )


    else

        if filePath then os.remove(filePath) end
    end
end
function
  local str = ...
  local off = '{"method":"thing.service.property.set","id":"","params":{"powerstate":0},"version":"1.0.0"}'
  local on = '{"method":"thing.service.property.set","id":"","params":{"powerstate":1},"version":"1.0.0"}'
  res,res1,res2 = json.decode(str)
 if res["params"]["powerstate"] == 0 then
  local led = pins.setup(pio.P0_8,0)
  led(0)
  return off, 1
elseif res["params"]["powerstate"] == 1 then
  local led = pins.setup(pio.P0_8,1)
  led(1)
  return on, 1
  else
  return str,1
  end
 end

九 实物演示(APP控制和天猫精灵语音控制)