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基于WiFi技术的多节点设备自组网设计

陈睿;郭成帝;徐壮;朱清祥

【摘要】本系统主要研究的是WiFi网络的搭建和互联,以及无线局域网的组网设

计,构建一个无线局域网络模型,并通过该局域网进行多个独立站点的数据传输和无

线控制.每个站点主要由ARM系列单片机stm32f103最小系统和WiFi模块

ESP8266组成站点.各个站点和手机共同连接于路由器或者某一站点发出的WiFi

信号.手机上位机可以对各站点的数据进行监控和无线测控.该设计方法可以应用于

任何一个需要多点同时测控及布线不方便的场合.

【期刊名称】《电子世界》

【年(卷),期】2018(000)015

【总页数】3页(P122-123,126)

【关键词】WiFi;无线局域网;STM32F103;ESP8266;无线测控

【作者】陈睿;郭成帝;徐壮;朱清祥

【作者单位】长江大学电子信息学院;长江大学电子信息学院;长江大学电子信息学

院;长江大学电子信息学院

【正文语种】中文

0引言

无线局域网作为数据通信行业的先导领域，在网络技术与通信技术的背景下，便携

式数据终端和多媒体终端得到了广泛的应用，同时能够更加便捷与快速地实现数据

通信，从传统计算机网络需要从有线转无线的繁复步骤中解脱出来，无线局域网络

发挥了不可或缺的作用。WiFi作为无线局域网中的一种，凭借其高速，便捷，成

本低的独特优势得以广泛应用，时当前应用比较广泛的的距离无线网络传输技术，

能够将个人电脑，手机等无线接收信号的设备以无线方式互相通信。本系统主要用

WiFi模块进行无线局域网的搭建，在此局域网内进行各种设备的监测与管理，使

得WiFi技术在各种需要多点无线测量与控制的场所发挥更大的作用。

1总体结构设计

依据WiFi无线局域网的组网模型，通过STM32对WiFi模块（ESP8266）进行

程序设定--设定不同工作模式。将其中一个作为AP模式，使其作为整个无线网络

的中心节点。配置其他模块为STA模式作为系统的终端节点。STA模式的WiFi

模块与其他设备手机、PC同时与AP模式下节点进行连接，形成无线局域网络。

手机设置为服务器（tcpserver），服务器开启后，无论ESP8266作为STA模式

还是AP模式，只要是它们共用一个网络，都可以连入服务器内，彼此之间进行数

据传输和通信，同时控制客户端实现不同的功能，如温湿度采集、灯光控制、压力

流量液位等工业过程控制参数的检测与无限调节。从而实现多节点设备无线物联网

自组网设计。总体结构设计图如图1所示。

图1总体结构设计图

2系统硬件设计

2.1STM32最小系统系统设计

图2最小系统设计电路原理图

微控制器为整个设计的核心部分，这里我们使用的是自行设计的STM32F103C8T

最小系统板。其外围包括电源管理、8MHz时钟晶振、复位电路、调试下载JTAG

接口、I/O口引脚等电路。STM32F-103C8T6是32位基于ARM核心的带512K

字节闪存的微控制器，工作频率为72MHz，内置高速存储器（高达512K字节的

闪存和64K字节的SRAM），丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设，

且整个系统板制作成本低。最小系统设计设计电路图如图2所示。

2.2ESP8266模块

ESP8266是一个完整且成体系的WiFi网络解决方案，能够搭载软件应用，或通过

另一个应处理器卸载所有WiFi网络功能。这里我们使用的ESP8266是串口型

WiFi，速度比较低，不能用来传输图像或者视频这些大容量的数据，主要应用于

数据量传输比较少的场合,比如温度信息，一些传感器的开关量等。当然传输的数

据量虽说少，但也能一次传输几千字节的数据,而且通信非常稳定，可以满足大多

数应用。

ESP8266模块支持STA/AP/STA+AP三种工作模式。本系统多节点设备自组网设

计主要理论基础就是合理的应用这三种模式。

STA模式：ESP8266模块通过路由器连接互联网，手机或电脑通过互联网实现对

设备的远程控制。

AP模式：默认模式ATK_ESP8266模块作为热点，实现手机或电脑直接与模块通

信，实现局域网无线控