WiFi技术应用研究

第一篇：WiFi技术应用研究

英德市实验小学存档资料2013/4/21

Wi-Fi技术的应用研究

张华宾

摘要：无线网络正快速进入社会各领域。本文通过对几种无线组网技术的比较，说明了Wi-Fi在组建家庭无线网络时所拥有的无可比拟的优势。并详细介绍了基于Wi-Fi技术、以家庭网关为核心的家庭无线网络体系结构，并着重从家庭网关和信息家电方面对基于Wi-Fi的家庭无线网络的应用架构和实现原理进行了分析，讨论了一些具体实施时的关键技术。最后对基于Wi-Fi的无线网络的发展和应用前景进行了展望。

关键词：Wi-Fi家庭网络家庭网关

英特网的迅速发展，使人们的生活发生了翻天覆地的变化。人们的日常生活已经越来越离不开网络。现在，人们已经习惯了在网上炒股、购物、查询账目、缴费和搜索资料。人们迫切希望能够任何时间、在任何地方使用网络。很显然，无线网络是最佳的选择。

随着电子技术的不断发展，越来越多的手机、笔记本电脑等支持WiFi的终端产品越来越流行。而基于WiFi标准的无线网络成为了最为普及的无线组网形式。在家庭中，如果我们能把现有的家用电器以及电子产品以某种形式连成无线网络，进行统一的管理和控制，并将其连入Internet进行远程调度，那将是多么令人惬意的事情啊！

1．无线组网技术

1.1 WiFi、HomeRF和Bluetooth

目前，用于实现无线组网的主要有WiFi、HomeRF以及Bluetooth（蓝牙）。它们都工作在2.4CHz频段。该频段全球开放，即不用申请就可以在世界的任何地方使用这一频段进行通信。

1.1.1 WiFi

WiFi(Wireless Fidelity，无线保真技术)即IEEE802.11协议。是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。WiFi的第一个版本发表于1997年，其中定义了介质访问接入控制层（MAC层）和物理层。规定了无线局域网的基本网络结构和基本传输介质，规范了物理层(PHY)和介质访问层(MAC)的特性l21。物理层采用红外、DSSS(直接序列扩频)或FSSS(调频扩频)技术。1999年又增加了IEEE802.lla、和IEEE802.llg标准。其传输速率最高可达54Mbps。能够广泛支持数据、图像、语音和多媒体等业务。

1.1.2 HomeRF

HomeRF是专门为家庭用户设计的无线局域网技术，由HomeRF工作组开发。能够提供

lMbps—lOMbps的速率。采用跳频扩谱方式、时分多址(TDMA)和载波监听多重访问冲突避免(CSMA/CA)等技术，通过家庭中的一台主机在移动数据和语音设备之间实现通信。HomeRF提供了与TCP，IP良好的集成，支持广播、多播和48位lP地址。但是HomeRF开放性不好，而且技术本身还存在抗干扰性差等缺点。

1.1.3 Bluetooth(蓝牙)

Bluetooth（蓝牙）是一种短距离无线通信技术，可把各种便携式电脑和蜂窝式移动电话用无线网络联系起来，达到计算机和通信的更加紧密的连接，提供随时随地的数据信息的交换和传输。传输速率lMbps。它有限的带宽和较小的传输距离无法满足人们日常应用的需求。

1.2 WiFi的优势

1)无线电波的覆盖范围广。蓝牙的电波覆盖范围很小，半径大约只有15米左右，而WiFi的半径可达100米。甚至可以覆盖整栋大楼。

2)WiFi的传输速度很快，最高可达54Mbps，符合个人和社会信息化的需求。在网络覆盖范围内，允许用户在任何时间、任何地点访问网络，随时随地享受诸如网上证券、视频点播(VOD)、远程教育、远程医疗、视频会议、网络游戏等一系列宽带信息增值服务，并实现移动办公。

3)无须布线，可以不受现实地理条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要。只要在需要的地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入。这样，在“热点”所发射出的电波的覆盖范围内，用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可高速接入因特网。4)健康安全。IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦，实际发射功率约60毫瓦-70毫瓦，而手机的发射功率约200毫瓦--l瓦间，手持式对讲机高达5瓦。与后者相比，WiFi产品的辐射更小。

5)WiFi应用现在已经非常普遍。支持WiFi的电子产品越来越多，像手机、MP4、电脑等，基本上已经成为了主流标准配置。而且由于WiFi网络能够很好地实现家庭范围内的网络覆盖，适合充当家庭中的主导网络，家里的其他具备WiFi功能的设备，如电视机、影碟机、数字音响、数码相框、照相机等，都可以通过WiFi建立通信连接，实现整个家庭的数字化与无线化，使人们的生活变得更加方便与丰富。

2．WiFil作方式

WiFi定义了两种类型的设备。一种是无线站。通常通过一台PC机加上一块无线网卡构成。另一种称为无线接入点(Ac-cess Point，AP)，它的作用是提供无线和有线网络之间的桥接。一个无线接入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口（802.3接口）构成，桥接软件符合802.ld桥接协议。接入点就像是无线网络的一个无线基站，将多个无线的接入站聚合到有线的网络上。

WiFi定义了两种模式：infrastructure模式和ad hoc模式。m-frastructure模式，即无线网络至少有一个和有线网络连接的无线接入点，还包括一系列无线的终端站。由于很多用户需要访问有线网络上的设备或服务，所以基本上都会采用这种模式。ad hoc模式，也称为点对点模式（pear to pear模式）或IBSS(In-dependent Basic Service Set).3．家庭无线网络中的WiFi的实现

3.1 以家庭网关为核心的家庭网络结构

为了实现家庭内部网络与外部Internet相连互通，在家庭内网和外部Internet之间需要一个家庭网关。该网关是整个家庭无线网络系统的核心部分，它一方面完成家庭无线网络中各种不同通信协议之间的转换和信息共享，并且同外部网络进行数据交换，另一方面还负责对家庭中网络终端进行管理和控制。家庭中的网络终端也通过这个网关与外部网络连通。实现交互和信息共享。同时，该网关还应有防火墙能力，能够避免外界网络对家庭内部网络终端设备的非法访问和攻击。其结构如图1所示。

3.2 WiFi技术在家庭无线网络中的实现

在家庭网络中，WiFi主要应用在各种信息家电和家庭网关上。我们可以使用个人电脑、手持网络终端或者遥控器与家庭网关进行连接，并通过家庭网关对各种信息家电实施有效的管理和控制。因此，可以采用客户一服务器体系结构。网关充当服务器的角色，控制设备对各种信息家电的控制也通过网关完成。这样有利于实现胖服务器—瘦客户端的结构。

3.2.1家庭网关模块 家庭网关是我们整个网络的核心部件。所有的信息家电以及控制设备都要连接到这个网关上。同时，网关还要与外部Intemet互连。那么网关需要实现WiFi，并提供如TCP/IP、HTIP、WebServer等高层应用和图形用户界面。完成此功能的协议结构如图2所示。其应用层采用统一设备管理协议(UniversalDevice Control Protocol，UDCP)，用

3来进行整个网络中设备的添加、删除、状态查询、参数配置等管理和控制。UDPC采用客户一服务器结构，服务器端位各信息家电和控制设备，客户为家庭网关。

家庭网关基于嵌入式Linux进行架构。由嵌入式Unux系统实现WiFi功能，并提供图形用户界面和TCP/IP、HTTP、Web-Server高层应用。用户可以通过身份鉴别后登录家庭网关，并使用系统提供的图形控制界面对信息家电进行控制和管理。

家庭网关同时支持嵌入式Web服务器。当我们合法登录后，就可以使用该服务器提供的Web页面对网络中的各种信息家电进行管理和控制。嵌入式的Web服务器可选用boa，它是嵌入式Lmux下应用最为广泛的HTTP服务器程序，功能全面。并且能够很好的支持CGI技术进行服务器端的扩展。而且boa支持大家广泛熟悉的C语言来实现CCI程序。

家庭网关启动后，完成系统的初始化，并加载相关的服务。将接收到的用户的控制或查询命令进行处理，CCI程序将命令转换成为UDCP报文，通过WiFi模块发送给网络中的信息家电或控制设备。同时，家庭网关还通过WiFi来接收信息家电的当前状态信息，通过处理后将其反馈给控制设备，以便用户使用。

3.2.2信息家电模块

信息家电上的WiFi功能有两种实现模式。一种是信息家电自身带有WiFi功能。这是理想的状态。现在已经有很多家用电器比如电视机、DVD等都已经具备了此功能。第二种是对原本不带WiFi功能的家用电器进行WiFi扩展。可选用Rabbit公司的WiFi核心模块和其相应的开发包进行相关扩展。由于信息家电的高端功能都由家庭网关来完成，所以可以不用实现WiFi的上层协议，只实现对其的控制。

信息家电将自身采集到的各种状态信息传递给其自身的或者是扩展的微控制器，微控制器接收到这些数据后将其转换成UDCP报文，并通过WiFi模块将其发送给家庭网关。同时，信息家电还通过WiFi模块接受来自家庭网关的信息，处理后转换成对家电的控制或查询，并将其随后的状态信息由WiFi模块反馈给家庭网关。

4．结束语

现在越来越多的家用电器及电子产品开始支持WiFi功能。WiFi的普及以及相关软件的发展将会使家用电器完成功能上的飞跃。通过网络将各种家电连接，可实现功能上的重构和资源的再配置。

随着网络的普及和推广，将家庭中的各种带有网络功能的家用电器通过无线技术连接成局域网络，并与外部Internet相连，构成智能化、多功能的现代家居智能系统将会成为新的流行趋势。

参考文献：

[1]唐思敏．WIFI技术及其应用研究[J]，福建电脑．2009，(10):59-60．

第二篇：关于WIFI无线覆盖技术探讨

关于WIFI无线覆盖技术探讨

作者： [ 2011-8-18 ]

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一、引言

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随着Internet的日益普及和移动终端（包括笔记本电脑、WiFi手机、PDA）的广泛使用，人们对无线lP接入的需求迅速增长，无线局域网(WLAN)得到越来越广泛的应用。亚洲、北欧等国均在政府主导及电信业者积极投入下，广泛在机场、车站及购物中心等处布建可利用WLAN连接因特网等公共设施的热点。凭借无线接入技术本身具有的应用灵活、安装简便、建设周期短等优势，WLAN作为一种高速无线接人手段，正在与有线网络一起，构建灵活、高效、完善的宽带网络。

二、Wlan技术：

WLAN为Wireless LAN的简称，即无线局域网。它以无线多址信道作为传输媒介，利用电磁波完成数据交互，实现传统有线局域网的功能。

IEEE 802.llx族中常见的4个标准：

1、IEEE 802.11 RF传输标准是跳频扩频(FHSS)和直接序列扩频(DSSS)，工作在2.4000~2.4835 GHz频段，支持1 Mb/s和2 Mb/s数据速率。

2、IEEE 802.11b IEEE 802.11b实行动态传输速率，允许数据速率根据噪音状况在1Mb/s、2 Mb/s、5.5 Mb/s、11 Mb/s等多种速率下自行调整。

3、IEEE 802.lla IEEE 802.11a是IEEE 802.11标准的补充，采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术和QFSK调制方式，大大提高了传输速率和整体信号质量。IEEE 802.11a和IEEE 802.llb都采用CSMA/CA协议，但物理层有很大的不同，802.11b工作在2.4000~2.483 5 GHz频段，而802.llal作在5.15~ 8.825 GHz频段，数据传输速率可达到54 Mb/s。

4、IEEE 802.119 2001年11月，IEEE 802实验性地批准一种新技术802.11g，它是一种混合标准，有两种调制方式：802.llb中采用的CCK和802.11a中采用的OFDM。因此，它既可以在2.4 GHz频段提供11 Mb/s数据传输速率，也可以在5 GHz频段提供54 Mb/s数据传输速率。

三、Wlan使用分类：

1、Access Point（纯AP模式）

纯AP接入点模式，支持802.11b 11MBps或802.11b+22MBps的无线网卡接入，即我们平常所说的覆盖。（本次工程实例中用的主要模式）

2、Wireless Client（网桥模式）

跟任何AP桥接的网桥模式。

3、Wireless Bridge（AP到AP无线桥接）

支持两个AP进行无线桥接模式来连通两个不同的局域网

4、Multi-point Bridge（多AP桥接）

支持两个以上的AP进行无线桥接，将放在中心位置的AP选“Multiple Bridge”（多AP桥接）然后其他AP统一将中心位置的AP的MAC码填进自己的“Wireless Bridge”项。

5、Repeater(万能无线信号中继)两台AP之间无线信号中继以增强无线距离，适合距离比较远的无线客户端作信号放大使用，或用来做无线桥接然后再发射信号给无线网卡接收。（本次工程实例中用的辅助模式）

四、以川庆钻探长庆固井公司靖边前指办公场所的WIFI无线接入为例，介绍WIFI无线技术的应用及实现

1、现场的测量情况和实施方案

川庆分公司固井公司靖边前指办公区，租用长庆靖边基地川庆分公司钻井办公楼4楼靠北侧房间共计12间（简称A区）。由于固井公司靖边前指要求独立成网，原钻井办公楼的办公网无法接入。加之钻井物业管理严格，禁止二次布线。所以固井公司靖边前指办公区内网络无法进行传统网络接入。

现场勘测发现，钻井2#公寓楼位于钻井办公楼北侧，两楼平行、间隔30米。

在钻井2#公寓楼内，有我们自建的四芯光缆一根。固井公司靖边前指租用有部分宿舍，其中在2楼有一间宿舍背靠网络箱，并做为了固井公司靖边前指调度室（简称B点）。

为此，针对现场不能采用有线接入的情况，我们决定采用无线网络来完成这次接入工程。首先将网络通过光电收发器接入B点，再在2#公寓楼上面架设两套室外天线设备，对A区进行照射，以无线方式接入局域网。如图：

之所以使用室外型无线AP，主要有两方面的原因：(1)尽量减少室内施工量；(2)尽量减少无线AP至PC机之间的无线衰耗。

2、设备型号的选择

两台大功率室外无线AP的选择，考虑到设备的稳定性及可靠性，我们选择了H3C、WA2210×-G，该设备为室外型专用无线AP，具体的参数入下：

上表中有几项关键指标：(1)IEEE 802.3af: 以太网供电技术(POE)，即以lO/lOO/lOOOMbps数据速率一并输送DC功率。目前，PoE一般用于VoIP电话、无线接入点和安全摄像机。以太网链路允许一部受电设备(PD)从供电设备(PSE)吸取高达12.95W的功率。也就是说：从二楼调度室至四楼顶室外无线设备的连接，需要的只是一根网线，利用不同线对同时供电和传输数据。当然，该网线质量要求较高，并有防雷接地功能。

(2)工作温度·-30~ 55qC；工作湿度：10%N95%（非冷凝）：存贮温度：-40qC．700C：存贮湿度：5%一95%（非冷凝）MTBF：>200000H。表明该机适合室外工作。

3、发射天线的选择

为了加强对办公楼的覆盖效果，我们采用了面板型定向天线。该天线增益11dbi，工作在2.4G频段，对办公楼进行照射。

从上图可以看出，该天线的水平覆盖角度约为90度左右，为了使对面办公楼4层北侧全面照射，天线的平行角度调整如下：

4、附件安装及其作用

(1)POE-MH网口防雷器．POE-MH网口防雷器放在近端，用于保护交换机侧端口免被雷电损伤，同时也可以与电源适配器配合为远端AP提供POE供电功能，通过以太网线的4578空闲线进行供电。

(2)-48V电源适配器：为POE-MH网口防雷器提供-48V供电

(3)天馈防雷器：室外应有时，天线感应的雷击能量，可以被串连在天线和设备间的天馈防雷器通过接地线泄放至地上，从而对AP设备起到保护作用，包括2.4G、5.8G和双频共三种规格可供选用。

5、数据的配置（基本配置、加密等）

(1)无线AP基本数据配置：

interface Vlan-interfacel（进入VLANl）

ip address 10.59．×××，XXX 255.255.255.192（配置本机管理地址）

sysname gj_l（配置本机名）

ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.59.202.129（配置默认路由）

(2)无线端口数据配置及加密：

wlan service-template 2 crypto（建立加密模板2）

ssid gj_l（SSID号为gj-l）

cipher-suite wep40（启用WEP加密）

wep default-key l wep40 pass-phrase 43324（设置加密密码）

service-template enable（启用该模板）

interface WLAN-BSS1(建立无线LAN)interface WLAN-Radiol/0/1（进入无线端口1/0/1）

service-template 2 interface wlan-bss 1（在端口上应用无线LAN及加密模板）

6、完工后的使用效果，及后期出现的问题和解决方案 施工完成后，固井公司所在近30个接入点全部实现了无线上网，查看单机无线网络连接状态：信号强度基本都保持在4格以上，显示速度基本在36-54M之间。30分钟ping测，丢包率为0，召开视频会议，无马赛克、无延迟、无停顿、无图像声音不同步，画面流畅，完全满足用户需求。

施工完毕后数日，固井公司又在办公楼4楼东南侧租用了一间大办公室，要求无线接入。现场测试发现一该办公室处于办公大楼的东南角，与发射天线之间间隔有3-4堵水泥墙、两道铁皮柜，查看单机无线网络连接状态：信号强度为1格，显示速度基本在1M之间。信号较差，无法实现正常上网。

我们采用的解决方案如下：

Repeater(万能无线信号中继)两台AP之间无线信号中继以增强无线距离，适合距离比较远的无线客户端作信号放大使用，或用来做无线桥接然后再发射信号给无线网卡接收。

设备选择：Linksys WRT54G无线路由器（必须保证无线芯片是Broadcom的），并刷DD-WRT“第三方”软件，使其具有万能无线信号中继功能。

路由器设置：

(1)登录路由器，选择“安全一防火墙”

把“SPI防火墙”选项设为“禁用”并保存

(2)设置repeater模式

在无线设置的基本设置属性里，将物理接口下的无线模式，设置为repeater，也就是中继模式，在无线SSID名中填入接收到的固井公司无线AP的SSID号，和加密信息。(3)更改默认功率

如果对方信号弱，我们可以更改自己AP的默认功率，该项在无线属性下高级设置里。

将无线中继器放置在A区靠近大办公室的位置，如图：

五、总结

随着技术的发展，无线网络将越来越多的应用于油田的生产生活中，在实施的过程中将会遇到各种问题，希望本文能对今后的方案设计和施工应用起到帮助作用。

第三篇：WiFi小车技术报告

WiFi小车技术报告

学校：北华航天工业学院 队伍名称：DIB团队

参赛队员：周广成 夏宏伟 吴忠得 任志伟

李磊

尹强

任迎春 张嘉慧 中文摘要

Wifi智能小车由电机、小车车身、STC12C5A60S2单片机、驱动板、无线路由器、驱动电机、电源、摄像头等主要部件以及灯光、电平转换等辅助模块构成。Wifi智能小车利用笔记本连接无线路由器的终极智能设备连接到路由器，通过应用软件显示显示器上摄像头上采集到的视频信号，再通过这些智能的终端设备发送控制指令到无线路由器，通过无线路由器将指令传送给单片机进行处理。然后通过单片机控制驱动电机驱动电机转动、舵机转动，从而实现控制小车的运动及视频采集。本文详细介绍了wifi 智能小车的原理，组件及其功能。该小车以STC12C5A60S2单片机为控制核心主要利用WiFi实现对车模的速度方向以及摄像头角度的调整。经过大量测试，实验结果表明，该方案运行稳定。

关键词：WiFi、路由器、视频传输、STC12C5A60S2单片机、英文摘要

Wi-fi smart car driven by a motor, car body, STC12C5A60S2 microcontroller, plate, wireless router, drive motor, power supply, cameras, main components and lighting, level conversion and other auxiliary modules.Wi-fi smart car use notebook ultimate intelligent device connected to the wireless router to connect to the router, by applying the software display monitor camera, video signals were collected by these intelligent terminal equipment send control instructions to a wireless router, transmitting instructions over a wireless router to the single chip microcomputer for processing.Then by single chip microcomputer control drive motor drive motor rotate, steering gear, thus controlling the movement of the car and video collection.This paper introduced the principle of wi-fi smart car components and their functions.The car to STC12C5A60S2 microcontroller as the control core is mainly using WiFi speed direction of models and camera Angle adjustment.Through a large number of tests, the experimental results show that the proposed scheme runs stably.Keywords: WiFi, routers, video transmission, STC12C5A60S2 MCU，第一章 论述

现在是一个智能化的时代，各种智能化设备正在逐步替代人为的操作。随着汽车工业的迅速发展，关于智能汽车的研究也越来越受人关注。设计的智能小车能够实现自动寻迹、避障功能、可控制行驶速度、电脑手机wifi连接控制行驶及其他的控制方式。本系统能实现对小车的运动状态进行实时控制。系统控制灵活、可靠、精度高，可满足对系统的各项要求。通过对本小车的研究，我们可以初步构建智能汽车的模型与理论基础。所谓的wifi智能小车就是可以通过WIFI网络控制的视频传输可移动甚至可以安装其他机械手各类传感器实现数据互动的小车，对于那些不安全的以及人无法进入的场所进行无线监测，wifi小车监控是一个很好的解决方案，能够很好的进行监控控制。现在无线wifi功能的设备随处可见，本设计利用现有的网络资源搭建一台wifi视频监控小车，即利用带有wifi的设备进行控制小车，实现无线监控。

第二章 方案的设计

2.1 总体设计方案

Wifi智能小车需要由wifi模板、电机驱动模板、核心控制模板、摄像头模板等构成。组件：

驱动板：所用驱动板型号为L293；电机驱动电压5-36伏特；逻辑控制电压3-7伏特；负载电流：1A；独立驱动直流电机：两只；可驱动步进电机（4线制）：1只；电路板尺寸：51.8MM*54.3MM。

2.1.1 整体系统

如图2-1所示。

图2-1 系统结构框

项目系统包括路由器、单片机最小系统、电机驱动电路、电机、电平转换电路、电源电路、舵机、摄像头等。

路由器用于接受电脑等终端设备发送的指令和将摄像头采集到的视频信号传送到电脑等终端设备；单片机最小系统是整个小车的控制核心，控制着各个模板统一协调工作；电机驱动电路用于驱动电机转动，可以使电机产生正传、反转，从而使车体产生前进、后退、转弯等动作；电机的作用就是使整个车体转动；电源电路作用是为整个小车系统供电；舵机制作成云台，然后装上摄像头，使摄像头实现上下、水平方向180度旋转调节；摄像头用于采集视频信号。

2.1.2 整机工作原理

由电脑终端，通过wifi无线网络连接到路由器，再通过电脑应用软件，向路由器发送控制命令及数据。路由器接受到数据后通过内部的串口发送软件，将接收到的命令和数据，通过路由器串口发送到STC12C5A60S2单片机的串口端，单片机接受到的这些命令后执行相应的指令，如：驱动小车运动、舵机运动开关等。

视频信号，通过摄像头采集之后通过路由器发送到电脑终端，并在其应用软件显示摄像头采集到的视频信号。

第三章 硬件电路设计

3.1 电路板设计

电路板如图3-1

图3-1 电路板 电路板介绍

L293电机驱动板可以驱动两个直流电机，本设计中，每一路 L29输出引出了两个并联的端口，以便控制四轮的小车，左右两边的电机并联运行的。本驱动板，也可以控制 D42 步进电机，四线制的步进电机.电路板接线图如图3-2所示：

图3-2 信号控制引脚 ： 看上图，控制每一路电机，有三个信号，分别是 ENA，IN1，IN2。为了调试方便，本电路板直接设计了调试的电平，横向第一排为 VCC，横向的第三排为 GND 信号，中间行的信号，所以可以直接采用跳线帽，在板上调试。控制电机的运行.电机电压输入 ：这里接电机驱动电压。

5V 电压输入 ：这里接芯片的工作电压，也是信号的参考电压，6 脚的开关对这个输入引脚作用。

电压选择 ：当在电机电压输入时，即采用独立电源为电机供电时，这里采用短路帽跳到 7.2V。如果采用电压与逻辑电压一致时，可以把.5V电源排针 ：本设计为了向其它模块供电，这里设计了并列的排针，如果两5V电压输入端输入5V电源，并把开关打开，那么这里就可以得到5V的电压。同时也可以在这里直接输入 5V 电压，那么电路板也会工作，那么开关就不起作用了。

L293 的驱动方式比较简单，详细可见 L293 的说明书，这样简略说明，L293有两个电压输入，一个给电机的电压，一个是给芯片工作与控制逻辑的参考电压。L293 相当于有四个驱动门，每个 IN1，对应该一个 OUT1，当 IN1 为高电平是，OUT1 输出高电平，电压为 VSS，也就是给这个芯片电机的供电电压（注意这里不是逻辑电压）。见逻辑图与 L293 的内部原理图。

逻辑图

L293 内部原理图

本设计每个两个驱动门做成一路控制电机的信号，这样可以使电机在四个象限运行，即正转，反转，停车，自由滑行。ENA 与 ENB 的使能的控制，如果采用PWM对电机进行调速，可以在ENA与ENB中分别接入PWM信号，IN1与IN2，和 IN3 与 IN4，分别可以控制电机的正反转与不转

如果利用本电路板去控制步进电机，就把步进的线接到 OUT1，OUT2，OUT3，OUT4。信号引脚看下图。

3.2电源

电源采用电压为3.7V容量为4800mAh/节 锂离子电池（两节）。如图所示：

3.3单片机芯片

单片机芯片采用STC12C5A60S2 晶振频率为22.1184M，同样晶振情况下，速度是普通8051单片机的8-12倍，有8路10位AD多了两个定时器（共有四个），带PWM功能有SPI接口。

3.4液晶显示屏

液晶显示屏选用1602液晶显示屏。能够同时显示16*02即32个字符。是专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。通电正常后1602液晶显示屏会点亮并显示字符，同时蜂鸣器会发出滴滴声，表示初始化成功。注意,程序中定义了1602液晶模块初始化程序，必须连接1602液晶才能初始化成功！

3.5 TP-LINK WR703N无线路由器

路由器如图3-1：

图3-1 TP-LINK WR703N无线路由器

无线WIFI路由器采用TP 703迷你型路由器，可通过USB连接（接线定义:红-VCC 黑-GND 绿-RXD 白-TXD）RXD 与 TXD 连接至单片机的10.11脚.在路由器软件中可通过设置路由地址控制，刷好的路由器中可以更改IP地址.3.6 摄像头

本小车摄像头从网上购买的高清天敏摄像头

第四章 设计功能的优点与缺点

4.1合理性

能够在地面桌面等条件下前进后退转弯以及速度的调节。通过视频传输影响可以做到人工避障。

能够利用路由器进行WiFi连接。能够实现电脑操控。不仅包括智能车的运动控制，还包括对摄像头的拍摄角度的调整。

能够进行影像传输。摄像头拍摄实时影像，通过WiFi传输，电脑端手机端均可接收。

4.2创新点

目前国内wifi技术只是运用在手机、电脑等设备，而本设计将wifi无线通信技术运用在对机械的控制方面，将传统的有线控制转变为无线控制，避免了繁琐的布线及后期的维修等，从而更好地服务了社会。另外，就目前来说，基于红外信号的一些控制装置比比皆是，但是红外信号的弱点就是传输范围小，当有障碍物是其范围更小，而wifi信号的传输范围远远大于红外信号，所以基于wifi信号控制的电子产品具有很好的发展前景。相比于蓝牙技术控制装置，wifi技术控制装置有着更好的灵活性，能够实现多点通信。此外，它还具有更好的穿透性以及抗干扰性。

4.3缺点

尽管我们作了很大的努力，但是由于时间紧迫以及缺乏经验等原因本系统

仍然存在着一些问题。主要有以下缺点；①由于只有一个摄像头只能看到前方。想要看到后方视野需要转弯。同时也存在视角太小可能导致车身碰撞障碍物。②因本WiFi小车采用4WD底盘驱动，在操作左旋右旋或左右转向的时候，有阻滞现象，特建议在光滑的地面或桌面运行，可提高驱动电机电压至九伏特左右测试。

第五章 设计总结

现在越来越多的家用电器及电子产品开始支持wifi功能。wifi的普及以及相关软件的发展将会使家用电器完成功能上的飞跃。通过网络将各种家电连接，可实现功能上的重构和资源的再配置。随着网络的普及和推广，将家庭中的各种带有网络功能的家用电器通过无线技术连接成局域网络，并与外部Internet相连，构成智能化、多功能的现代家居智能系统将会成为新的流行趋势。

第六章 附录

6.1 Wifi小车操作步骤： 1：首先给小车上电，通电正常后1602液晶显示屏会点亮并显示字符，同时蜂鸣器会发出滴滴声，表示初始化成功。(1602液晶模块是必须加上并正常工作的没有它整板是不能正常初始化的!)2：PC端软件运行需要安装.NETFRAMEWORK插件方可正常运行软件。

3: 小车的通信是建立在WIFI路由基础之上，所以需要您的电脑具备无线网络，如是台式机需要另购无线网卡 4： 打开网络连接 找到无线网络 IP设置为自动获取，并同时把本地连接停用！5：路由器上面贴有IP地址 一般为'192.168.1.20' 6: 在电脑中运行命令 ping 192.168.1.20-t 如显示 time out 表示未连通路由 不可访问 如显示 time =9MS(参考参数)表示电脑与路由已接通，可正常访问

7：打开小车软件中的‘WifRobot.exe ’即可启动控制软件,“设置”选项参数一般不用调整，除了IP地址改动之外,根椐买家的路由决定!8：启动正常后点击 ‘F1’或键盘相应按键，会听到‘滴滴’声，到时表示小车已成功连接至WIFI路由器。

9：小车有速度选择，默认为‘0’所以每次启动需要点击一下相应的速度，小车方可运行,目前的小车可支持的功能有“速度控制，蜂鸣器，摄像头监控，截图” 其它功能可以在基础之上添加。

10:如小车运行速度慢 可给驱动板单独加电,如运行后视频卡住,可给路由器单独供电

6.2 本小组制作的wifi小车实物

.6.3 程序代码

第四篇：项目技术报告(应用研究)格式

项目技术报告（应用研究）1.项目研究背景

1.1项目由来（或研究背景）

1.2国内外研究现状

2.研究思路与技术方案

3.研究内容及方法（重点写）

3.1实验室研究

3.2中试实验过程

3.3环保及“三废”处理

4.研究结果及创新点

5.存在问题

6.应用推广情况

7.参考文献

项目技术报告（基础研究）

1.项目研究背景

1.1项目由来（或研究背景）1.2国内外研究现状

2.研究背景、应用领域、作用意义

3.技术方案、技术原理、技术特征、总体性能指标3.1技术方案 3.2技术原理 3.3技术特征 3.4总体性能指标 4.研究试验内容（重点写）5.项目的先进性和创造性 6.参考文献

项目研究工作报告

主要说明项目研究过程以及取得的成果

1、任务来源与研究目标

2、研究过程

3、工作中取得的成绩

4、人员分工贡献大小

5、经费使用

6、成果权属

效益分析报告

包括：主要技术经济指标、分析研究内容、预计达到的经济指标、投入劳动量、经济分析（价格、实际收支等，经费总算及课题实际总支出的分析比较）技术效果、经济、社会效益和结论等。经济效益主要是指直接经济效益、潜在经济效益和二次经济效益。直接经济效益是成果应用后获取的效益。二次经济效益是他人应用成果后产生的效益。潜在经济效益是在适用范围内推广应用可能取得的效益。社会效益是指对社会的影响，例如环境和生态条件改善等。

以上材料没有非常严格固定的格式，只要包含了规定的几个方面即可。往往根据自己的实验、成果特点来编写，尽量将自己的工作及成果反应全面即可。

第五篇：关于机电一体化技术及其应用研究

摘要:讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用，并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。

关键词：机电一体化 技术 应用机电一体化技术发展

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

1.4 网络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。

1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。

1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

1.9 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。机电一体化技术在钢铁企业中应用

在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：

2.1 智能化控制技术(IC)由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。

2.2 分布式控制系统(ＤCS)分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。ＤCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。ＤCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

2.3 开放式控制系统(OCS)开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。

2.4 计算机集成制造系统(CIMS)钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。

2.5 现场总线技术(ＦBT)现场总线技术(Ｆieｄ Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4～20mA，ＤC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致ＤCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场

总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。

2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。