«Беспроводное управление устройствами по сети Wi-Fi»
проект

ДЯТЬКОВСКИЙ ФИЛИАЛ

ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ «БРЯНСКИЙ ТЕХНИКУМ ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»

Студенческая научно-практическая конференция

«Наука и творчество-2023»

Исследовательская работа

«Беспроводное управление устройствами по сети Wi-Fi»

                    Автор:    Ковалев Г.А.

                     Студент группы АС-31

                                Руководитель: Нефедов Ю.Н.

                                                                        Дятьково

                                                                            2023 г

Беспроводное управление устройствами по сети Wi-Fi

• В современном мире огромную популярность приобрел так называемый «Интернет вещей»
• Интернет вещей  (Internet of Thing, IoT) — это глобальная вычислительная сеть, объединяющая в себе различного рода физические объекты, способные взаимодействовать между собой и внешним миром.
• Ключевая особенность — в сети участвуют не только компьютеры, смартфоны и иные достаточно мощные вычислительные устройства, а практически любые вещи.
• Сам термин впервые появился только в 1999 году, но вплоть до 2010-го каких-то инноваций относительно интернета вещей мир так и не увидел. Это не удивительно, вычислительной мощностью и соответствующими интерфейсами для подключения к интернету обладали только серверы, ПК, ноутбуки и смартфоны. Встраивать в бытовую технику «начинку» для взаимодействия с интернетом просто не было необходимости, не говоря о потенциальном удорожании продукции.
• Однако с развитием беспроводных технологий, удешевлением производства микросхем и повсеместной глобализацией к концепции интернета вещей стали прибегать чаще. Все большую популярность стали набирать микропроцессоры ARM с повышенной энергоэффективностью.

Как это работает?

• 3G/4G/5G. Зона покрытия мобильными сетями охватывает все крупные города планеты и большую часть других населенных пунктов.
• Wi-Fi, Bluetooth, Wi-Max и аналоги. Передача данных на небольшом расстоянии — в квартире, доме, офисе. Позволяют мелкой технике беспроводным путем подключаться к сети.
• Спутниковый Интернет. С запуском сети Starlink и ее аналогов этот способ коммуникации вещей может стать одним из главных, особенно в удаленных регионах, где нет покрытия мобильной сети.
• Самая популярная система и ярчайший пример концепции Интернета вещей — умный дом.

Что такое умный дом?

• Умный дом — система дистанционного управления электрическими приборами в доме, а также их автоматизация.

Основные возможности

• Дистанционное управление приборами с помощью смартфона;
• Активация приборов по таймеру: включение света в вечернее время, активация стиральной машины в ночное время;
• Активация приборов при регистрации определенных событий: активация пожарной безопасности при задымлении, включение кондиционера при достижении определенной температуры в помещении.

Цель проекта:

1. Используя отладочную плату на основе микроконтроллера ESP32 создать устройство для дистанционного включения и выключения электроприборов.
2. Научится программировать микроконтроллеры на языке С++

Идея проекта:

• Для своего проекта я буду использовать отладочную плату на основе микроконтроллера ESP32 и создам на его основе устройство для дистанционного управления электроприборами по сети Wi-Fi

Описание микроконтроллера ESP32

• Фирма Espressif выпустила мощный недорогой микроконтроллер ESP32 в 2016 году.
• Устройство представляет собой систему на кристалле, построенную по технологии TSMC 40 нм, с Wi-Fi и Bluetooth контроллерами. Оно оснащено двухъядерным 32-битным процессором, который работает на частотах 80, 160 или 240 МГц. Также в систему интегрированы антенные коммутаторы, радиочастотные компоненты, фильтры, усилители, модули управления питанием. Подключается ESP32 к компьютеру через обычный USB провод.

Сам микроконтроллер

Технические характеристики ESP32:

• Двух- или одноядерный 32-битный процессор Tensilica Xtensa LX6;
• Тактовая частота – 160 или 240 МГц;
• 520 Кб SRAM;
• Максимальный ток потребления 260 мА, в спящем режиме – 10 мА;
• Стандарты беспроводной связи – Wi-Fi: 802.11 b / g / N, Bluetooth: v4.2 BR/EDR and BLE;
• Наличие датчиков температуры, Холла, тач-сенсоров;
• Инфракрасное дистанционное управление;
• Можно подключать двигатели и светодиоды через ШИМ разъем;
• Стандарт IEEE 802.11 с поддержкой WFA, WPA/WPA2 и WAPI;
• Возможность безопасной загрузки;
• Шифрование флэш диска.
• Программирование модуля ESP32 может производиться в среде Arduino IDE;

Релейный модуль

• Для управления силовой нагрузкой я буду использовать одноканальный релейный модуль на 5В. Он может коммутировать цепи 220 в с максимальной силой тока 10 А.
• Модуль имеет 3 вывода: + питание 5в, GND (земля) и контакт S (данные).

Сборка устройства

• Сборка устройства достаточна проста:
• подключаем питание +5в с импульсного блока питания на плату ESP32.
• Подключаем питание +3.3 в к релейному модулю от платы ESP32
• Подключаем контакт данных к цифровому выходу D2

• Управление устройством
  Подключится к сети Wi-Fi
• Открыть любой браузер и зайти по ip адресу http://192.168.43.147/
• Управлять нагрузкой передвигая ползунок.