手机app通过wifi实现对控制器参数的设置开题报告

全文总字数：3696字

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着信息通信技术的飞速发展和人们对家居生活舒适度要求的提高，各种新型技术被应用到实际生产生活中，由此物联网的概念深入人心。在物联网快速发展的背景下，家居生活的智能化成为当前研究的热点，即智能家居。其目的是通过电子信息技术与传感器技术，从而实现对居住环境内的光照，温度，湿度，电机等的测量和智能管理，同时借由单片机、WIFI模块、传感器模块和控制模块可实现手机APP端到终端的远程控制效果，从而为人们生活提供舒适、方便、节能的居家环境。国内外对于家居环境的智能化有大量的研究，比如智能照明系统，智能安防系统，智能控制系统等，具体应用有智能电灯，智能热水器，智能音箱，智能相框，智能锁等通过通信模块将传统的家居物品进行“联网”从而智能管理远程管理。由此我将利用大学所学知识，在安卓手机端开发一款APP，同时利用STM作为主控模块和ESP8266 WiFi模块及其必要的控制电机模块和显示模块，实现手机端对控制电机端的电机转速和转向参数控制。将此作为基本原理，我想设计一款智能足疗按摩桶。经过调查研究，我发现现今市场上发售的足疗按摩仪，大多为一个整体，其控制端位于其表面或者按摩仪本体加上遥控器组成，在使用过程中经常出现以下不便：针对一体化的脚部按摩仪在使用过程中如果需要更换模式（转速），需要手动去按控制端按钮，十分不便。同时针对有遥控器端的按摩仪，一方面遥控器不易保管容易丢失另一方面由于遥控器端资源有限往往只能整体操控转速，不能针对局部进行操控，或者按摩模式单一只有几种。于是我想利用STM32与多个小型电机模块，WIFI模块ESP8266 与手机端来实现使用手机APP对各个电机的转速控制，同时因为APP可以接入外网，可以根据外部专业人员建议，将不同穴位按压的模式以数据模式上传到云端，用户再将数据下载至手机端进而控制终端，从而实现多模式与模式更新效果，同时因为STM32的接口丰富，可以实现分步控制各个转机从而实现局部控制效果。由于使用手机进行控制，排除了遥控器容易丢失的问题，同时可以通过软件设计UI界面，和STM32丰富的资源，可扩展的云功能等，能够减少用户的操作难度和符合当今用户时刻使用手机处理问题的习惯，极大提高用户的使用体验。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：通过学习安卓手机APP设计的基本方法，用APP通过WiFi实现对单片机组建的4组小型电机控制器进行控制，控制方法通过IO与STM32相连，采用GPIO初始化的方法进行控制，同时在代码编写层面可以通过定时器实现PWM输出从而控制转速。可以在手机上通过发送命令通过wifi改变电机转速和转向等基本参数，并且将参数显示在一个与单片机相连的显示模块上。

目标：完成手机APP通过WiFi实现控制器参数的设置的硬件电路设计、软件设计、并进行仿真和调试。

拟采用的技术方案及措施：

图1.1设计框图图1.2UI界面图1.3设模式选择UI界面 1.4自定义模式界面

安卓手机APP设计开发：开发语言Java；开发环境：Android studio。

通过Android studio可以实现安卓手机app的UI界面开发。具体界面预览如图1.2-1.4所示，APP主UI界面包含显示信息有位置区域，当前转速，转向，通过按钮可以对转速转向位置进行设置，同时为了更加方便符合日常操作习惯加入模式选择选项，可以通过一键设置推荐的参数设置，不仅如此还可以通过自定义模式参数，实现符合个人的习惯操作。同时为了节省数据发送的资源，仅仅在手机端定义发送单片机的控制命令的数据，而控制命令数据解析由单片机内部代码实现。

WiFi模块：采用ESP8266，采用AP透传模式，与STM32进行串口连接。此时相当于ESP8266仅仅将上位机手机的数据通过WiFi不做任何处理直接传送至下位机STM32的串口端，实现无线通信。

STM32模块：将STM32丰富的IO与控制端的4台电机相连，使用keil进行实际功能的代码编写，即通过串口通信收到的数据进行响应，同时通过串口至ESP8266再通过WiFi反馈至上位机手机。控制的电机的转速实现采用pwm方式实现，代码编写部分可以采用定时器触发中断的方式实现PWM，具体控制采用GPIO初始化的方法

必要的电源模块及其参数显示模块。

网络端说明：将ESP8266视作AP端（相当于热点），采用TCP数据传送方式，手机APP网络编程采用socket函数，待综合考虑后决定ESP8266设置为客户端或者是服务器端。

3. 研究计划与安排

1～3周：查阅相关文献资料，明确研究方向，确定研究内容，完成开题报告；

4～6周：完成手机app通过wifi实现对控制器参数的设置硬件电路设计；

7～9周：完成手机app通过wifi实现对控制器参数的设置软件设计；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 王益涵等著.嵌入式系统原理及应用. 清华大学出版社,2016.

[2] 刘伟著. 集成电路原理及应用（第4版）. 电子工业出版社，2018.

[3] 徐科军等编. 传感器与检测技术（第4版）. 电子工业出版社，2016.