基于ESP8266EX的无线寻物装置的设计

方案。

随着智能终端的兴起，WiFi逐步进入大家的生活，而WiFi技术又进一步促进了智能终端的发展[1]，如今几乎每家每户都有WiFi热点，智能手机的普及率也逐年升高。鉴于这种形势，我们设计了基于ESP8266EX的无线寻物装置，该装置采用WiFi技术与智能终端连接。通过智能终端发送命令来控制该装置响铃或者发光，同时该装置也可将采集到的环境信息反馈到智能终端上，方便用户了解该装置所处的环境。

1 系统设计

本装置主要是为了方便用户寻找物品，需要将该装置捆绑或内置到其他物品中，比如挂着钥匙扣上，放在钱包里。因此本装置的设计要求体积小，同时要求该装置功耗低，以降低用户的充电次数。考虑到上述问题，该装置设计如图1所示。该无线寻物装置主要由主控与WiFi传输模块，提醒装置，环境数据采集模块，显示模块，电源模块等构成。

2 硬件设计

WiFi SoC模块：为了减少装置面积，提高装置的续航能力，该装置的主控与WiFi传输部分选择了乐鑫信息科技（上海）有限公司的SoC芯片ESP6288EX，该芯片内置Tensilica L106 超低功耗 32 位微型 MCU，集成 Wi-Fi MAC/ BB/RF/PA/LNA，适应各种无线WiFi环境[2]。 该模块与外围器件接口配置如下：GPIO12，GPIO13模拟I2C接BMP180；GPIO2接声光提醒模块。

提醒模块：本装置设计的提醒模块有蜂鸣器和LED灯两种，分别方便用户在白天和晚上寻找物品。通过智能终端发出指令，使Port1的引脚分别置为低电平或高电平，进而控制蜂鸣器是否发声、发光二极是否发光，据此，用户可以方便的找到该装置。

环境数据采集模块：本装置使用BMP180气压温度传感器作为环境数据采集模块，采集温度和气压信息，同时还预留了多个IO口做扩展。BMP180体积小，灵敏度高，比较适合本装置。BMP180采用I2C协议与ESP6288EX进行通信。BMP180由一个压阻传感器、模拟-数字转换器、E2PROM、I2C接口控制单元等构成[3]。

电源模块：考虑到目前用户的手机充电器大多是5V的USB接口的电源适配器，本装置也选用5V USB接口充电，但本装置电池及其他电子元器件均是3.3V供电，因此本装置使用了AMS1117-3.3进行降压处理。

3 软件设计

本装置的软件部分设计主要是对ESP8266EX中的Tensilica L106 MCU进行编程。图4为装置中MCU控制流程图。首先，系统初始化设置，系统初始化包括GPIO，串口，数据采集等模块的初始化。

初始化之后是设置WiFi工作模式。考虑到应用场景是否有可用WiFi热点，该装置可设置两种WiFi工作模式。第一种模式是STA模式，即在周围环境有WiFi热点的情况下使用的，在该模式下本装置可挂载在WiFi热点上，智能终端可连接WiFi热点自由上网，同时可以管理该装置以寻找物品，达到上网冲浪和使用该装置不会相互冲突；第二种模式是AP模式，即在周围环境无WiFi热点的情况下使用的，在该模式下本装置可作为WiFi热点发出WiFi信号，形成一个无线局域网，智能终端通过连接此WiFi同样可以寻找到该装置。除此之外，MCU还需设置WiFi模块的路由、多连接模式和开启监听端口号等。

设置完WiFi工作模式后，MCU即可接收WiFi传过来的指令，指令包括数据采集、声光报警、重新设置WiFi等。

4 系统测试

经过软硬件调试，本装置的硬件测试结果如图5所示。在用户点击寻物开关后，寻物装置的LED正常发光、蜂鸣器发出声音，用户打开数据采集开关，可以看到寻物装置当前环境温度为29.5℃，当前环境气压为1008hPa。由此可见，该装置实现了所需要的功能。

5 结论

本文介绍了基于ESP8266EX的无线寻物装置的硬件设计与软件设计，同时结合手机应用进行了功能测试，测试结果基本满足预期，后期我们打算加入加速度、光线传感器等模块，以达到运动计步和光线感应的功能，通过拓展，此装置的功能会越发完善和强大，具有更广阔的市场前景。

【参考文献】

[1]高頔，韩晓亮.WLAN对无线智能终端发展的促进作用[J].数字通信，2011（5）：25-26.

[2]乐鑫IOT团队.ESP8266系统描述[EB/OL].http：//espressif.com/

[3]Bosch Sensortec.BMP180 Data Sheet[EB/OL].http：///

[责任编辑：李书培]

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