本發(fā)明屬于智能控制技術領域，具體涉及一種基于樹莓派和Arduino的wifi控制反饋系統(tǒng)。

背景技術：

Arduino開發(fā)板構建于開放原始碼simple I/O介面版，并且具有使用類似Java、C語言的Processing/Wiring開發(fā)環(huán)境。主要包含兩個主要的部分：硬件部分是可以用來做電路連接的Arduino電路板；另外一個則是Arduino IDE，即計算機中的程序開發(fā)環(huán)境。Arduino能通過各種各樣的傳感器來感知環(huán)境，通過控制燈光、馬達和其他的裝置來反饋、影響環(huán)境。開發(fā)板上的微控制器可以通過Arduino的編程語言來編寫程序，編譯成二進制文件，燒錄進微控制器。對Arduino的編程是利用Arduino編程語言(基于Wiring)和Arduino開發(fā)環(huán)境(基于Processing)來實現(xiàn)的。基于Arduino的項目，可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在PC上運行的軟件，它們之間進行通信(比如Flash,Processing,MaxMSP)來實現(xiàn)。

樹莓派(Raspberry Pi)是一款基于ARM的微型電腦主板，以SD卡為內(nèi)存硬盤，在卡片主板周圍有兩個USB接口和一個網(wǎng)口，可連接鍵盤、鼠標和網(wǎng)線，同時擁有視頻模擬信號的電視輸出接口和HDMI高清視頻輸出接口，以上部件全部整合在一張僅比信用卡稍大的主板上，具備所有PC的基本功能。它基于Linux的操作系統(tǒng)，Python的語言開發(fā)環(huán)境，同時也支持C，JAVA等語言。如今樹莓派已經(jīng)適用于眾多場景，如：在智能家居方面，可以通過樹莓派安裝攝像頭對室內(nèi)環(huán)境進行視頻監(jiān)控；在企業(yè)應用方面，可以通過樹莓派為企業(yè)搭建可移動的展示平臺；在社會服務方面，可以為空巢老人提供語音識別和圖像分析實時守護老人等。

目前，現(xiàn)有技術中還沒有通過wifi實現(xiàn)樹莓派控制并接受下位機反饋的系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過添加的反饋系統(tǒng)能夠實現(xiàn)控制臺對智能終端真實工作情況的實時監(jiān)控，有效地排除故障，增強整個系統(tǒng)的可靠性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要目的在于解決當前普遍使用ZigBee系統(tǒng)存在的覆蓋范圍較短、信號弱、控制不夠靈敏等問題提出一種可以通過wifi實現(xiàn)樹莓派控制并接受下位機反饋的系統(tǒng)。

為達到上述目的，本發(fā)明提出的技術方案是一種基于樹莓派和Arduino的wifi控制反饋系統(tǒng)，包括：智能終端模塊、樹莓派控制臺、Arduino控制器、無線發(fā)射模塊和電路反饋系統(tǒng)；樹莓派控制臺與智能終端模塊通過無線發(fā)射模塊產(chǎn)生的wifi網(wǎng)絡相連，Arduino微控制器和智能終端模塊連接，控制智能終端模塊，并通過電路反饋系統(tǒng)收集反饋。

進一步，上述樹莓派控制臺可以包含樹莓派開發(fā)板、LCD顯示屏、無線鍵鼠。

上述的Arduino控制器可以采集智能終端模塊電路系統(tǒng)的數(shù)字信號與模擬信號，并通過Arduino的編程語言來編寫程序，編譯成二進制文件，燒錄進微控制器。

上述的無線發(fā)射模塊用于發(fā)射AP熱點信號，實現(xiàn)樹莓派控制臺對智能終端模塊的無線控制。

上述的電路反饋系統(tǒng)包含光敏電阻，LED燈和電阻。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果：

1.使用wifi進行數(shù)據(jù)傳輸，速度更快，范圍更廣；

2.具有反饋系統(tǒng)，反饋智能終端真實信息，提高可靠性；

3.設備小巧，便于攜帶，二次開發(fā)方便；

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置的結構原理圖。

圖2是本發(fā)明裝置電路模塊設計圖。

圖3是本發(fā)明裝置的控制反饋流程圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發(fā)明作進一步地詳細說明。

本發(fā)明裝置的結構原理圖如圖1所示，由智能終端模塊、無線發(fā)射模塊、Arduino微控制器以及樹莓派控制臺組成。樹莓派控制臺與智能終端模塊通過無線發(fā)射模塊產(chǎn)生的wifi網(wǎng)絡相連，Arduino微控制器和智能終端模塊通過有線連接，控制智能終端并收集反饋，同時與樹莓派相連的LCD顯示屏顯示實時反饋信息。

本發(fā)明裝置的電路模塊如圖2所示。通過Arduino模塊的D9口控制電路模塊的LED燈的亮與滅，通過光敏電阻采集Arduino模塊的A2口反饋數(shù)據(jù)。然后通過無線模塊發(fā)射的wifi信號，無線傳輸?shù)綐漭娠@示屏上。

本發(fā)明裝置的控制反饋流程如圖3所示。首先測量LED燈亮時光敏電阻測得的亮度值n，設定光敏電阻的閾值n＝850(850為LED燈亮時的亮度值)，發(fā)送命令“1”時，輸出“LED on”,由判斷語句根據(jù)光敏電阻讀取的數(shù)值判斷光亮強度，如果大于設定的閾值850，則輸出“really on”,如果不大于閾值850，則輸出“not really on”；發(fā)送命令“0”時，輸出“LED off”。

在樹莓派上使用socket通信工具，通過ESP8266無線模塊發(fā)射的wifi信號，實現(xiàn)在局域網(wǎng)環(huán)境下，樹莓派控制臺對智能終端模塊的控制，并接受反饋信息。首先創(chuàng)建socket客戶端，輸入IP地址：192.168.4.1與端口號9000；然后建立TCP Client與TCP Server的連接；再通過在樹莓派控制臺屏幕上輸入指令“1”(打開LED燈)或者“0”(關閉LED燈)實現(xiàn)控制智能終端，智能終端根據(jù)已燒錄進開發(fā)板的算法判斷LED燈真實亮、滅情況，并將反饋信息上傳到樹莓派控制臺，最后在顯示屏上顯示。

無線控制模塊設計時首先使用外網(wǎng)，基于BigIoT/Yeelink云平臺通過網(wǎng)頁實現(xiàn)對Arduino開發(fā)板的遠程控制；然后使用socket tool客戶端，在局域網(wǎng)環(huán)境下，搭載ESP8266無線模塊，通過指令實現(xiàn)對Arduino開發(fā)板的無線控制；最后使用樹莓派代替PC機，通過樹莓派在wifi環(huán)境下實現(xiàn)對下位機的遠程控制并接受反饋。

系統(tǒng)的工作過程包括以下4個步驟：

1)樹莓派控制端與智能終端數(shù)據(jù)接收和反饋端通過無線信道連接，無線信道為wifi網(wǎng)絡；樹莓派控制臺控制智能終端并接收終端的反饋；

2)樹莓派控制端連接ESP8266wifi模塊發(fā)射的無線信號，并發(fā)送指令到智能終端，Arduino控制器通過數(shù)字接口將指令傳達，電路模塊執(zhí)行指令；

3)Arduino控制器通過模擬接口采集電路模塊反饋信息，將反饋信息上傳到樹莓派LCD顯示屏顯示；

4)完成指令與反饋后，樹莓派控制臺仍與無線模塊發(fā)射的wifi保持連接,樹莓派控制臺仍與智能終端保持待機狀態(tài)，等待下一次的控制指令。