基于Smartsnail开发板带安卓APP进行数据显示控制的温湿度采集装置设计
摘要：本课题一个主要的研究设计就是基于WIFI编程控制功能，随着通信技术的大幅度提高以及智能手机的大量普及WIFI这种无线通信技术以其独特的技术优势获得了市场的高度认可和广泛的使用。主要使用ESP8266这个WIFI芯片的Smartsnail开发板来进行开发设计一个能够采集周围环境中的温湿度信息的硬件装置，同时这个硬件装置能够把采集来的数据通过ESP8266芯片的WIFI功能连接到安卓手机的APP软件应用上进行显示当前环境的温湿度信息等。
关键字：ESP8266；WIFI；DHT11；Android
Design of Temperature and Humidity Acquisition Device Based on Smartsnail Development Board
Abstract: A major research design of this project is based on WIFI programming control function. With the great improvement of communication technology and the popularization of smart phones, WIFI has won high recognition and extensive use in the market with its unique technical advantages.Mainly use ESP8266 this WIFI chip Smartsnail development board to develop and design a hardware device that can collect temperature and humidity information in the surrounding environment, and this hardware device can connect the collected data to the Android mobile phone APP through the WIFI function of ESP8266 chip. The temperature and humidity information of the current environment is displayed on the software application.
Keywords: ESP8266; WIFI; DHT11; Android
第一章 绪论
1.1 研究背景
现在科学技术的快速发展从上世纪冯诺依曼发明计算机到现在人工智能盛行的当下，上世纪50年代最初研发的计算机只是为军事科研来服务的到现在计算机已经发展到融入到社会的各行各业融入到人们的生活中。正是因为计算机技术的高速的发展才带来了现在人工智能化的局面，智能化已经很大程度改变的人们的生活生存方式。现在智能化主要是指的通过现代通讯技术和计算机技术针对某一个产品使其具有能动性，能够绝对大程度上让人们能够对这个产品满足。智能化产品的需求也是由于近十几年来计算机技术和通讯技术的革命性的技术突破，使得人们对现有的生活水平和生活方式的不满足提出了需要更高的生活方式水平的要求。也正是现在人们对这些需求的迫切需要智能化的产品就应运而生了。
智慧农场我们都听过，需要计算机或者控制中心能够自主的感知农场里的空气温度、空气湿度以及土壤湿度来判断是不是需要浇水。如果是人工管理农场就可以根据自己皮肤的感知或者经验得到这些温度湿度是否需要浇水这些答案，因为我们可以用眼睛看、鼻子闻，以及皮肤感知。但是计算机是硬件物理东西他怎么感知，这个时候就需要有一个材料能够感知到空气中的温度湿度以及土壤的湿度，然后这种材料再把感知到的温湿度的数据再转化为计算机单片机能够识别的模拟或者数字信号，就可以对单片机进行编程控制，让单片机根据智能材料感知的数据进行判断是不是温度太高是不是土壤缺水。通过上面的例子我们就可以知道智能化的发展离不开智能材料的发展，只有智能材料的发展才能够代替人们去感知世界上的万事万物，把世界上的万事万物转化为单片机可以识别的模拟数字信号，就可以不用人们去干预去控制，单片机会自动得出来人们想看到的结果或者目的，或者单片机直接把数据通过短距离的无线通信技术把数据发送出去或者各个智能节点之间通过短距离的无线通信方式进行自组网通信等。
1.2 本课题发展现状及趋势
本课题一个主要的研究设计就是基于WIFI编程控制功能，随着通信技术的大幅度提高以及智能手机的大量普及WIFI这种无线通信技术以其独特的技术优势获得了市场的高度认可和广泛的使用。在4G网络没有普及的时候3G网络的速度根本不足以支持智能手机的浏览速度和网页刷新速度，所以人们抱着智能手机不管是走在哪里问的第一句话就是你们这里有没有WIFI信号，因为WIFI技术短距离高速的网络传输技术使其深受广大消费者的喜爱。WIFI技术是一种短距离无线网络的通信技术采用的是IEEE802.11b标准其网络数据通信的最大带宽可以达到11M能够有效的通信上网的最大距离是三百米的范围，这也就意味着使用一个WIFI信号发射器可以覆盖方圆三百米的都可以连接这个WIFI信号进行登录上网。现在我们使用的WIFI信号主要是有路由器和家庭宽带光猫产生的，在一些运营商网络覆盖不是很好的区域只要通上网线连接路由器就可以发射一个范围性的小型局域网供人们的手机连接上网。这也就摆脱了有限物理方式接入的束缚使得用户只要在WIFI信号覆盖的区域内进行任意的移动上网。而且WIFI热点网络的高速的网络数据传输也是深受人们喜爱的主要原因，连接上WIFI热点信号用户就可以不考虑手机卡流量使用的多少，可以任意无节制的使用上网下载视频等。
WIFI技术使用的频段是全球范围内都是免费的不需要申请一些许可证就可以使用的，现在的WIFI技术的主要是因为现有的3G网络通信技术和4G网络通信技术的不足，才导致WIFI技术非常受欢迎。而且现有的绝大多数的家庭使用的智能产品都是具有WIFI连接通信功能，只需要连接在家庭中的WIFI信号中手机就可以实现一键控制。这也是现在WIFI通信大火的一个重要原因。WIFI技术在国外的发展要早于国内发展，是由美国首先提出的WIFI通信的标准然后才逐步的发展成现有的成熟的WIFI技术。虽然国内的WIFI技术起步发展的晚，但是随着国内企业技术的不断革新，智能化产品的大量普及中国也有很多城市已经完成了WIFI无线城市的建设。所以在一些特性的场合和应用范围内WIFI技术和其他通信技术的优势互补也是具有很大的发展前景。
第二章 系统方案设计
2.1 本课题的设计的目标和内容
本课题是基于Smartsnail开发板的温湿度采集装置的设计与制作，Smartsnail开发板是以ESP8266芯片为主控芯片，同时这款ESP8266芯片还具有WIFI功能进行通信。通过课题的名字可以知道本课题的设计内容是使用以ESP8266这个WIFI芯片的Smartsnail开发板来进行开发设计一个能够采集周围环境中的温湿度信息硬件装置，同时这个硬件装置能够把采集来的数据通过ESP8266芯片的WIFI功能连接到安卓手机的APP软件应用上进行显示当前环境的温湿度信息等。本课题的设计目标主要是能够熟练的对Smartsnail开发板进行熟练的编程应用，对温湿度传感器的编程控制，能够使用安卓APP进行数据显示控制等。
目录
第一章 绪论 3
1.1 研究背景 3
1.2 本课题发展现状及趋势 3
第二章 系统方案设计 5
2.1 本课题的设计的目标和内容 5
2.2 方案分析论证 5
2.3系统框图的设计及说明 6
第三章 硬件系统设计 8
3.1 Smartsnail开发板介绍 8
3.1.1 开发板简介 8
3.1.2 开发板电路分析 8
3.2 ESP8266简介 10
3.2.1 ESP8266单片机功能介绍 10
3.2.2 ESP8266WIFI功能介绍 12
3.3 温湿度模块 13
3.3.1 温湿度模块选型介绍 13
3.3.2 温湿度模块电路设计分析 15
第四章 软件系统设计 16
4.1 Smartsnail开发环境介绍 16
4.2 Android开发环境介绍 18
4.3 ESP8266控制程序分析 21
4.3.1 主程序 21
4.3.2 温湿度子程序 22
4.4 Android程序分析 27
第五章 调试 29
5.1 硬件连接调试 29
5.2 软件编译调试 29
5.3 软硬件联合调试 30
第六章 结论与展望 32
致谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1 研究背景
现在科学技术的快速发展从上世纪冯诺依曼发明计算机到现在人工智能盛行的当下，上世纪50年代最初研发的计算机只是为军事科研来服务的到现在计算机已经发展到融入到社会的各行各业融入到人们的生活中。正是因为计算机技术的高速的发展才带来了现在人工智能化的局面，智能化已经很大程度改变的人们的生活生存方式。现在智能化主要是指的通过现代通讯技术和计算机技术针对某一个产品使其具有能动性，能够绝对大程度上让人们能够对这个产品满足。智能化产品的需求也是由于近十几年来计算机技术和通讯技术的革命性的技术突破，使得人们对现有的生活水平和生活方式的不满足提出了需要更高的生活方式水平的要求。也正是现在人们对这些需求的迫切需要智能化的产品就应运而生了。
智慧农场我们都听过，需要计算机或者控制中心能够自主的感知农场里的空气温度、空气湿度以及土壤湿度来判断是不是需要浇水。如果是人工管理农场就可以根据自己皮肤的感知或者经验得到这些温度湿度是否需要浇水这些答案，因为我们可以用眼睛看、鼻子闻，以及皮肤感知。但是计算机是硬件物理东西他怎么感知，这个时候就需要有一个材料能够感知到空气中的温度湿度以及土壤的湿度，然后这种材料再把感知到的温湿度的数据再转化为计算机单片机能够识别的模拟或者数字信号，就可以对单片机进行编程控制，让单片机根据智能材料感知的数据进行判断是不是温度太高是不是土壤缺水。通过上面的例子我们就可以知道智能化的发展离不开智能材料的发展，只有智能材料的发展才能够代替人们去感知世界上的万事万物，把世界上的万事万物转化为单片机可以识别的模拟数字信号，就可以不用人们去干预去控制，单片机会自动得出来人们想看到的结果或者目的，或者单片机直接把数据通过短距离的无线通信技术把数据发送出去或者各个智能节点之间通过短距离的无线通信方式进行自组网通信等。
1.2 本课题发展现状及趋势
本课题一个主要的研究设计就是基于WIFI编程控制功能，随着通信技术的大幅度提高以及智能手机的大量普及WIFI这种无线通信技术以其独特的技术优势获得了市场的高度认可和广泛的使用。在4G网络没有普及的时候3G网络的速度根本不足以支持智能手机的浏览速度和网页刷新速度，所以人们抱着智能手机不管是走在哪里问的第一句话就是你们这里有没有WIFI信号，因为WIFI技术短距离高速的网络传输技术使其深受广大消费者的喜爱。WIFI技术是一种短距离无线网络的通信技术采用的是IEEE802.11b标准其网络数据通信的最大带宽可以达到11M能够有效的通信上网的最大距离是三百米的范围，这也就意味着使用一个WIFI信号发射器可以覆盖方圆三百米的都可以连接这个WIFI信号进行登录上网。现在我们使用的WIFI信号主要是有路由器和家庭宽带光猫产生的，在一些运营商网络覆盖不是很好的区域只要通上网线连接路由器就可以发射一个范围性的小型局域网供人们的手机连接上网。这也就摆脱了有限物理方式接入的束缚使得用户只要在WIFI信号覆盖的区域内进行任意的移动上网。而且WIFI热点网络的高速的网络数据传输也是深受人们喜爱的主要原因，连接上WIFI热点信号用户就可以不考虑手机卡流量使用的多少，可以任意无节制的使用上网下载视频等。
WIFI技术使用的频段是全球范围内都是免费的不需要申请一些许可证就可以使用的，现在的WIFI技术的主要是因为现有的3G网络通信技术和4G网络通信技术的不足，才导致WIFI技术非常受欢迎。而且现有的绝大多数的家庭使用的智能产品都是具有WIFI连接通信功能，只需要连接在家庭中的WIFI信号中手机就可以实现一键控制。这也是现在WIFI通信大火的一个重要原因。WIFI技术在国外的发展要早于国内发展，是由美国首先提出的WIFI通信的标准然后才逐步的发展成现有的成熟的WIFI技术。虽然国内的WIFI技术起步发展的晚，但是随着国内企业技术的不断革新，智能化产品的大量普及中国也有很多城市已经完成了WIFI无线城市的建设。所以在一些特性的场合和应用范围内WIFI技术和其他通信技术的优势互补也是具有很大的发展前景。
参考文献
[1]范志伟，ESP8266在智能家居控制系统中的应用[M]．电子信息出版社，2016:210-230
[2]王乐新，谭同书．Android Stuido 实战开发技术[M].南京工业大学出版社，2015:79-85
[3]张经国，李思.基于WIFI的加点智能控制系统研究[M].南京大学出版社，2015
[4]谈培源，付扬.基于ESP8266的无线寻物装置的设计[J].科技视界，2016
[5]张炜标，基于ESP8266的无线Mesh网络设计研究[J].软件导刊，2017:218-220
