基于WiFi协议的智能执行器研究与设计
基于WiFi协议的智能执行器研究与设计(任务书,开题报告,论文18000字)
摘要
在“互联网+”潮流的推动发展下，云计算和云储存技术日益成熟，无线连接的规模不断壮大，嵌入式平台的快速发展推动了M2M（机器对机器）技术和它所服务的许多行业的发展，为物联网发展提供了技术支持和广大需求，物联网将进入万物互联发展的新阶段，将会给社会经济和生产生活带来质的飞跃，因此在智能农业、智能家居等重要领域中，人们对于智能远程控制设备的需求越来越大。因此，本文设计开发了基于WiFi协议的智能执行器系统，实现了人们对设备进行远程控制功能。
本论文的主要工作包括：
首先，本文的智能执行器系统是基于 WiFi通讯技术和MQTT通信协议，覆盖范围广，延迟低，功耗低，很大方面节约了开发成本。系统采用ESP8266SDK开发，加上设计的LED灯电路，继电器电路，初步形成了的智能执行器节点。
然后，搭建阿里云云平台的MQTT服务器，进行Android控制平台的UI设计和功能设计。在连接无线网络或移动网络下，Android 控制平台通过MQTT协议与ESP8266设备节点进行数据交互传输，实现远程控制LED灯亮灭和继电器开关。
最后，对智能执行器系统进行功能测试、性能测试和稳定性测试。最后综合测试结果表明系统控制功能均可实现，经过长时间运行和多次测试，系统正常工作基本无差错，控制LED灯、继电器等模块无异常，证明系统的工作稳定并且性能可靠。 [资料来源：https://www.doc163.com]
关键词：智能执行器，WiFi，Android，MQTT，ESP8266
Abstract
With the development of the "Internet +" trend, cloud computing and cloud storage technologies have become increasingly sophisticated, the scale of wireless connectivity has grown, and the rapid development of embedded platforms has driven M2M (Machine to Machine) technology and the many industries it serves. The development has provided technical support and vast needs for the development of the Internet of Things. The Internet of Things will enter the new phase of the development of the Internet of Everything and will bring a qualitative leap to the social economy, production and life. Therefore, in the important fields of smart agriculture and smart homes, etc. There is an increasing demand for smart remote control devices. Therefore, this paper designs and develops a smart actuator system based on WiFi protocol, which enables people to remotely control the device.
The main work of this paper includes: [资料来源：www.doc163.com]
First of all, the smart actuator system of this article is based on WiFi communication technology and MQTT communication protocol, which has a wide coverage, low delay, low power consumption, and saves development costs in a big way. The system is developed with ESP8266 SDK, and the designed LED light circuit and relay circuit form an initially formed smart actuator node.
Then, building the MQTT server of Alibaba Cloud Platform to perform UI design and function design of the Android control platform. Under the connection of a wireless network or a mobile network, the Android control platform exchanges data with the ESP8266 device node through the MQTT protocol to achieve remote control of LED light on and off and relay switching.
Finally, functional tests, performance tests, and stability tests are performed on the smart actuator system. Finally, the comprehensive test results show that the system control function can be realized. After long-time operation and multiple tests, the system works normally without errors, and there are no abnormalities in the control of the LED lamps, relays, etc., which proves that the system is stable and reliable. [资料来源：www.doc163.com]
Keywords: Smart Actuator, WiFi, Android, MQTT, ESP8266
[资料来源：Doc163.com]
目录
摘要 II
Abstract III
第1章绪论 1
1.1 论文的研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 论文的主要研究内容 4
第2章系统的设计方案和关键技术 5
2.1系统的设计概述 5
2.1.1 ESP8266MQTT客户端工作流程 5
2.1.2 Android MQTT客户端设计流程 6
2.2WiFi技术 7
2.2.1WiFi技术概述 7
2.2.2WiFi技术特点 8
2.3 MQTT协议 8
2.3.1 MQTT简介 8
2.3.2 MQTT特点 9
2.4 Android技术 10
2.4.1 Android系统的架构 10
2.4.2 Android应用开发特色 11
第3章智能执行器系统的硬件设计 13
3.1系统的通信方案设计 13
3.1.1 物联网通信协议的简介 13
3.1.2物联网接入协议方案的选择 14
3.1.3物联网通讯协议方案的选择 14
3.2系统的硬件方案设计 15
3.2.1 WiFi模块 15
3.2.2 继电器模块 16
3.2.3 电源模块 18
3.2.4 LED模块 19
第4章智能执行器系统的软件设计 20
4.1 MQTT协议实现方式 20
4.2ESP8266 MQTT客户端设计 20
4.2.1 开发环境配置 21 [资料来源：http://www.doc163.com]
4.2.2程序的编译和烧录 21
4.3Android MQTT客户端设计 25
4.3.1 Android开发环境搭建 25
4.3.2 客户端控制界面设计 26
4.3.3 客户端控制功能实现 28
4.4 MQTT服务端设计 31
4.4.1 服务器选择 31
4.4.2 服务器本地搭建 32
4.4.3 阿里云服务器搭建 34
第5章系统测试与分析 36
5.1系统功能测试 36
5.1.1 网络配置功能测试 36
5.1.2局域网下功能测试 37
5.1.3广域网下功能测试 38
5.2 系统性能测试 38
5.3 系统稳定性测试 39
第6章总结与展望 41
6.1 本文的主要成果 41
6.2 未来研究的展望 41
参考文献 43
附录AESP8266客户端主程序 45
附录BAndroid客户端主程序 54
致谢 60 [资料来源：http://www.doc163.com]