基于Wifi的Android手机水温控制系统

第1页共33页深圳大学电子设计与光学技能大赛设计报告基于WIFI的Android手机水温控制系统队长：叶智豪队员：林嘉敏袁穗生第2页共33页目录一、引言.......................................................................................................................................3二、系统结构...............................................................................................................................3三、作品功能...............................................................................................................................41、基本功能.........................................................................................................................42、作品特色功能.................................................................................................................43、使用说明.........................................................................................................................54、模式选择.........................................................................................................................8四、系统原理及其方案...............................................................................................................91、光电对管传感器检测水位模块....................................................................................92、继电器加热模块...........................................................................................................104、PC机控制端..................................................................................................................105、负载驱动模块...............................................................................................................11五、系统控制流程图.................................................................................................................121、水温控制系统软件流程图..........................................................................................122、手机和服务器端软件通信..........................................................................................133、PC服务器端软件流程图.............................................................................................144、手机应用软件流程图..................................................................................................15六、系统测试.............................................................................................................................161、加热测试.......................................................................................................................162、降温测试.......................................................................................................................193、加水测试.......................................................................................................................204、自动测试.......................................................................................................................20附录1：作品各模块实物图.......................................................................................................21附录2：各模块原理图................................................................................................................22附录3：产品成本清单................................................................................................................24附录4：水温控制系统ARM源程序...........................................................................................25第3页共33页一、引言随着现代高新科技的不断发展，“智能一体化”逐渐影响着人们的生活。我们以“智能与生活”为主题，展开分析讨论，并结合当下昀为热门、实用的科学技术，希望可以以此设计出一款具有方便智能、操作简单、实用创新等特点的作品，以提高人们生活水平。通过相关的讨论和信息搜索，我们发现：近年来，无线网络的兴起，WIFI模块的应用越来越普遍；占据手机市场70%份额的安卓手机，以Android系统的免费、开放而大受欢迎；ARM芯片技术发展迅速，其处理信息控制输出速度快，能处理图片、视频和音频，能控制使图像信息显示和播放。基于以上信息，我们拟设计一款具有智能控制作用的水温控制系统。在保证该系统具有水温调控的基本功能以外，我们加入了水位监测控制模块，实时监测临界水位，以做出应急操作，提高了安全性能。另一方面，我们还加入了PC机智能控制，安卓手机智能控制等功能，以此提高了人机操作效率，可以是用户更加容易方便的控制该系统。二、系统结构WIFIWIFILPC2103ARM7降温风扇加热棒温度传感红外传感蜂鸣器电磁水阀PC机UART平板电脑安卓手机第4页共33页三、作品功能1、基本功能1通过ARMLCP2103GPIO口控制驱动芯片ULN2003，控制风扇、水阀以及继电器（以5V继电器驱动220V加热棒工作）等负载的通断；2利用ARMGPIO口特殊控制信号来控制继电器常断端通断可实现控制加热棒的工作状态，以精确控制温度变化。3使用防水型18B20温度传感器对水箱内水温进行实时温度采集，ARM每隔一段时间读取一次温度数据，根据所读取到的温度来设置水温系统的工作状态；4使用UART串口通信，实现ARM与PC机双机通信，传输温度数据以及控制命令，可实现PC机监视水温系统以及控制水温系统的工作状态；5使用WIFI通信协议，实现PC机与安卓手机双机通信，间接监视水温系统以及控制水温系统的工作状态；6PC机和安卓手机上同步显示当前温度以及设置温度，实现实时监控水温、设置水温温度以及手动控制其工作状态；7水温系统自动化，根据水箱内水温以及设置好的水温来自动控制水箱的工作状态，实现恒温。2、作品特色功能1当今时尚流行安卓触屏手机应用，水温控制系统加入触摸控制元素，以提高人机交流的方便性，触摸屏界面新颖可翻页，进入不同的页面有不同的操作；2当今WIFI无线网络非常普及，只要电脑手机同时连上WIFI，就可以远程控制水温控制系统3系统具有自动同步更新数据，可时刻监测水箱内水温，随时作出调整；4增加红外传感测水位，防止水量过低，造成加热棒空烧，避免火灾事故发生，若水位低于设定高度，蜂鸣器鸣叫报警，并开启电磁水阀加水；5芯片以及加热棒等零件购买方便，价格低廉，安卓手机、平板电脑的广泛普及，适合家庭、小型水箱养殖户；第5页共33页3、使用说明PC控制端：登录界面：运行服务器端时，管理员需输入正确的账号密码才能进入操作界面；输入错误时，将弹出提示消息。界面一：自动控制页面1、实时显示：当前温度和当前内置温度。2、在“内置温度框”输入内置温度值，点击“发送”能修改水温控制系统内置温度值。3、点击“切换到手动控制”，跳转到手动控制页面。4、点击“切换到手机控制”，PC端失去控制权限，手机获得控制权限；再次点击“切换到电脑控制”，PC端获得控制权限，手机失去控制权限。5、点击“生成曲线图”，可生成从PC控制端登录那刻起的水温变化曲线图。水温变化曲线图：1、以时间为横坐标，开始时间为原点，结束时间为终点2、以水温为纵坐标，0摄氏度为原点，105摄氏度为峰值第6页共33页界面二：手动控制页面1、实时显示：当前温度2、点击“加热”“降温”“加水”，水温控制系统进入对应的工作状态。3、点击“切换到自动控制”，跳转到自动控制页面。4、点击“切换到手机控制”，PC端失去控制权限，手机获得控制权限；再次点击“切换到电脑控制”，PC端获得控制权限，手机失去控制权限。5、点击“生成曲线图”，可生成从PC控制端登录那刻起的水温变化曲线图。6、若水位过低，PC控制端弹出警报对话框。第7页共33页手机应用：手机登录页面：1、输入PC端IP地址，点击“连接”，手机通过WIFI与PC控制端连接。2、点击“Automatic”，跳转到自动