WiFi無(wú)線模組公司基于安卓的物聯(lián)異步串行通信系統(tǒng)，由于計(jì)算機(jī)和因特網(wǎng)技術(shù)的普及，網(wǎng)絡(luò)成了人際交流的工具，以網(wǎng)絡(luò)為對(duì)象進(jìn)行交流。人與物交流的工具使一切事物連結(jié)起來(lái)，由此產(chǎn)生了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在走向多功能、多方向、實(shí)用型和全感知、可靠傳輸、智能處理、結(jié)構(gòu)兼容方向發(fā)展。在集成電路上，異步串行通信方式是一種應(yīng)用在芯片上的通信方式，所發(fā)送的字符以數(shù)據(jù)幀的形式異步傳輸，通信雙方都有各自的時(shí)鐘源來(lái)控制信息的發(fā)送與接收。本論文是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和單片機(jī)控制在“串行通信數(shù)據(jù)流”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，學(xué)生可以開(kāi)發(fā)出Android系統(tǒng)的串行通信控制接口和JAVA網(wǎng)絡(luò)程序，掌握TCPSocket通訊數(shù)據(jù)流，并能在MCU和WiFiCV5200和PC機(jī)之間進(jìn)行異步串行通信的數(shù)據(jù)流。采用51單片機(jī)設(shè)計(jì)物聯(lián)型異步串行通訊系統(tǒng)，WiFi無(wú)線模組公司W(wǎng)iFi無(wú)線模組實(shí)現(xiàn)了基于Android的串口通信控制APP，運(yùn)行于Android手機(jī)，APP中選擇不同的按鈕發(fā)送數(shù)據(jù)，通過(guò)TCPSocket數(shù)據(jù)流，WiFi無(wú)線模組公司W(wǎng)iFiCV5200使用異步串行通信向MCU發(fā)送數(shù)據(jù)，MCU是通過(guò)MAX232電平轉(zhuǎn)換電路向PC機(jī)發(fā)送異步串行通信，PC機(jī)通過(guò)串口調(diào)試輔助接收手機(jī)端發(fā)送的數(shù)據(jù)信息；完成IOT全異步串行通信的數(shù)據(jù)傳輸輸。

由Android手機(jī)前端控制接口和底層單片機(jī)控制電路組成。Android手機(jī)開(kāi)發(fā)客戶端APP，利用手機(jī)端的控制界面，發(fā)送數(shù)據(jù)通過(guò)TCPSocket與WiFi無(wú)線模組公司W(wǎng)iFi模塊CV5200數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。下層MCU控制電路中的WiFi模塊通過(guò)異步通信把數(shù)據(jù)信息發(fā)送給單片機(jī)，MCU通過(guò)RXD引腳接收WiFi模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過(guò)TXD管腳將數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機(jī)終端顯示。PC機(jī)和單片機(jī)由于電平標(biāo)準(zhǔn)的不同，用MAX232電平轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，完成IOTUART系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。

MCU底層硬件電路由51單片機(jī)小系統(tǒng)。電源電路.WiFi模塊CV5200.電平轉(zhuǎn)換MAX232電路組成。本機(jī)小系統(tǒng)包括晶振電路和復(fù)位電路，晶振選取值為11.0592MHz，穩(wěn)壓電源輸出5V電壓，與電平轉(zhuǎn)換模塊MAX232供電，3.3V電壓為WiFi模塊CV5200供電。單片微處理器通過(guò)WiFi無(wú)線模組公司W(wǎng)iFi模塊CV5200構(gòu)建底層MCU電路和安卓手機(jī)局域網(wǎng)，WiFi模塊通過(guò)UTXD管腳將上位機(jī)接收的數(shù)據(jù)送至單片機(jī)。MCU通過(guò)RXD管腳接收數(shù)據(jù)，并通過(guò)TXD引腳將數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機(jī)，以實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和底層終端設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸。

APP軟件開(kāi)發(fā)包括用戶界面UI設(shè)計(jì)和TCPSocket數(shù)據(jù)流動(dòng)信箱，UI布局使用XML設(shè)計(jì)控件，TCP數(shù)據(jù)流處理使用JavaSocket網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)現(xiàn)TCP/IP數(shù)據(jù)傳輸功能。

Android用戶控制界面使用XML設(shè)計(jì)UI，在資源文件夾res中res上的布局文件layout.activity_main.xml，使用線性布局LinearLayout，將界面分為兩部分，一部分設(shè)置android:orientation="vertical"，豎向布局，設(shè)計(jì)一個(gè)TextView的文本信息“物聯(lián)異步串行通訊系統(tǒng)”，用兩個(gè)EditText來(lái)設(shè)置手機(jī)連接WiFi的IP地址和端口號(hào)的輸入?yún)^(qū)域，Button觸發(fā)按鈕btn_Lj是在垂直方向布局中用來(lái)建立手機(jī)連接WiFi服務(wù)器Socket的網(wǎng)絡(luò)通信。第2部分布局設(shè)置android:orientation="horizontal"，水平方向布局設(shè)計(jì)Button按鈕btn_Q和按鈕btn_Z通過(guò)在res資源文件中的values.strings.xml設(shè)置stringname，為“Q字符”“Z字符”顯示按鈕之后，按鈕中發(fā)送了數(shù)據(jù)信息。

TCP數(shù)據(jù)流使用JAVA編程，通過(guò)MainActivity.java來(lái)設(shè)計(jì)src資源文件中的數(shù)據(jù)傳輸流量。activity_main.xml通過(guò)setContentView方法裝載到當(dāng)前的MainActivity，使用findViewById方法在MainActivity中引用兩個(gè)EditText和三個(gè)Button，使用View.onClikListener接口覆蓋按鈕事件監(jiān)聽(tīng)機(jī)制的方法onClik()。在MCU控制電路中，開(kāi)發(fā)的APP與WiFi模塊通過(guò)創(chuàng)建Socket類對(duì)象，利用Socket數(shù)據(jù)流(輸入和輸出流)來(lái)實(shí)現(xiàn)TCP網(wǎng)絡(luò)通信。btn_Lj按鈕觸發(fā)用來(lái)建立手機(jī)與WiFi服務(wù)器的通訊連接，開(kāi)發(fā)APP以Client.WiFiCV5200模塊作為服務(wù)器(Server)端，這個(gè)線程是通過(guò)繼承Thread類方法來(lái)建立的，它使用onClik()方法監(jiān)聽(tīng)按鈕觸發(fā)動(dòng)作來(lái)啟動(dòng)這個(gè)線程。使用WiFi無(wú)線模組公司W(wǎng)iFi服務(wù)器(192.168.4.1)和端口號(hào)(8080)的IP地址建立的TCP網(wǎng)絡(luò)通信線程，建立Socket對(duì)象Socketsocket=newSocket(IP地址，端口號(hào))向WiFi服務(wù)器請(qǐng)求一個(gè)通信連接。按鍵btn_Q和按鈕btn_Z分別通過(guò)觸發(fā)一個(gè)Button動(dòng)作發(fā)送相應(yīng)的字符“Q”和字符“Z”(字符“Q”和“Z”裝入String變量str)。成功連接到WiFi網(wǎng)絡(luò)之后，通過(guò)獲得Socket對(duì)象的輸出流OutputStreamoutputStream=socket.getOutputStream()用getBytes()方法將str轉(zhuǎn)換為字節(jié)型數(shù)組data，通過(guò)調(diào)用outputStream對(duì)象的write()方法，將data數(shù)據(jù)寫(xiě)入輸出的數(shù)據(jù)流，以傳輸outputStream.write(data，Length)，利用成功建立的TCPSocket通訊鏈路提供單片機(jī)控制電路中的WiFi模塊CV5200來(lái)接收和讀取手機(jī)端發(fā)送的數(shù)據(jù)信息。在數(shù)據(jù)傳送完成之后，調(diào)用close()方法關(guān)閉輸入流InputStream.close().關(guān)閉輸出流outputStream.close().關(guān)閉Socket連接Socket.close()。

單片微機(jī)需要完成串口通訊的初始化工作，通過(guò)設(shè)置寄存器TMOD加載定時(shí)初始值來(lái)設(shè)計(jì)串行通信波特率，設(shè)定串行中斷控制寄存器SCON配置串口通訊的工作方式，開(kāi)啟串行通訊中斷，串行通訊接收標(biāo)志位RI=1進(jìn)入串行通訊中斷服務(wù)子程式。下層MCU控制電路中的WiFi無(wú)線模組公司W(wǎng)iFi模塊CV5200接收由電話端發(fā)送的數(shù)據(jù)字符“Q”或“Z”，單片機(jī)連續(xù)檢測(cè)串口通訊接收信號(hào)是否RI為1，若RI=1,WiFi模塊通過(guò)異步串行通信，向MCP3.0引腳RXD接收主機(jī)的數(shù)據(jù)，字符“Q”或“Z”，再次由P3.1引腳TXD發(fā)送到PC機(jī)，PC機(jī)通過(guò)串口接收并顯示字符“Q”或“Z”，實(shí)現(xiàn)手機(jī).MCU與PC機(jī)間UART傳輸。