基于ESP8266EX的無線尋物裝置的設計

羅偉+劉賜恩+倪有順+彭瑞

【摘 要】本文介紹了一種基于ESP8266EX的無線尋物裝置的設計與實現。該裝置可作為無線接入點（AP）產生無線局域網也可作為站點（STA）通過路由器連上無線局域網，智能終端可通過無線局域網控制該裝置發聲或者發出光線，可以方便用戶查找到相關物品。該裝置采用ESP8266EX作為控制器和WiFi傳輸模塊，減少了裝置面積，提高了續航能力。

【關鍵詞】ESP8266EX；無線尋物；防丟器；WiFi

【Abstract】The design of a wireless finder based on ESP8266EX is proposed by this paper. The product can be used as an AP to produce WLAN also can be used as a STA which connected to the WLAN through a router， the commands which could control the sound or light can be transmitted through WLAN by intelligent terminals， thus users can easily find the goods which the device binding. The device uses the ESP8266EX as controller and WiFi transmission module which could reduce the device area and improve the endurance.

【Key words】ESP8266EX；Wireless Finder；Tracker；WiFi

0 引言

在現代生活的快節奏下，人們的事情多而繁雜，健忘的情況時有發生。很多年輕的上班一族、學生一族、老年人等在出門前常常找不到門鑰匙，找不到錢包，很多人在為此類問題浪費大量寶貴的時間。本文設計的基于ESP8266EX的無線尋物裝置正是對丟失東西或找不到東西時的一個解決方案。

隨著智能終端的興起，WiFi逐步進入大家的生活，而WiFi技術又進一步促進了智能終端的發展[1]，如今幾乎每家每戶都有WiFi熱點，智能手機的普及率也逐年升高。鑒于這種形勢，我們設計了基于ESP8266EX的無線尋物裝置，該裝置采用WiFi技術與智能終端連接。通過智能終端發送命令來控制該裝置響鈴或者發光，同時該裝置也可將采集到的環境信息反饋到智能終端上，方便用戶了解該裝置所處的環境。

1 系統設計

本裝置主要是為了方便用戶尋找物品，需要將該裝置捆綁或內置到其他物品中，比如掛著鑰匙扣上，放在錢包里。因此本裝置的設計要求體積小，同時要求該裝置功耗低，以降低用戶的充電次數。考慮到上述問題，該裝置設計如圖1所示。該無線尋物裝置主要由主控與WiFi傳輸模塊，提醒裝置，環境數據采集模塊，顯示模塊，電源模塊等構成。

2 硬件設計

WiFi SoC模塊：為了減少裝置面積，提高裝置的續航能力，該裝置的主控與WiFi傳輸部分選擇了樂鑫信息科技（上海）有限公司的SoC芯片ESP6288EX，該芯片內置Tensilica L106 超低功耗 32 位微型 MCU，集成 Wi-Fi MAC/ BB/RF/PA/LNA，適應各種無線WiFi環境[2]。 該模塊與外圍器件接口配置如下：GPIO12，GPIO13模擬I2C接BMP180；GPIO2接聲光提醒模塊。

提醒模塊：本裝置設計的提醒模塊有蜂鳴器和LED燈兩種，分別方便用戶在白天和晚上尋找物品。通過智能終端發出指令，使Port1的引腳分別置為低電平或高電平，進而控制蜂鳴器是否發聲、發光二極是否發光，據此，用戶可以方便的找到該裝置。

環境數據采集模塊：本裝置使用BMP180氣壓溫度傳感器作為環境數據采集模塊，采集溫度和氣壓信息，同時還預留了多個IO口做擴展。BMP180體積小，靈敏度高，比較適合本裝置。BMP180采用I2C協議與ESP6288EX進行通信。BMP180由一個壓阻傳感器、模擬-數字轉換器、E2PROM、I2C接口控制單元等構成[3]。

電源模塊：考慮到目前用戶的手機充電器大多是5V的USB接口的電源適配器，本裝置也選用5V USB接口充電，但本裝置電池及其他電子元器件均是3.3V供電，因此本裝置使用了AMS1117-3.3進行降壓處理。

3 軟件設計

本裝置的軟件部分設計主要是對ESP8266EX中的Tensilica L106 MCU進行編程。圖4為裝置中MCU控制流程圖。首先，系統初始化設置，系統初始化包括GPIO，串口，數據采集等模塊的初始化。

初始化之后是設置WiFi工作模式。考慮到應用場景是否有可用WiFi熱點，該裝置可設置兩種WiFi工作模式。第一種模式是STA模式，即在周圍環境有WiFi熱點的情況下使用的，在該模式下本裝置可掛載在WiFi熱點上，智能終端可連接WiFi熱點自由上網，同時可以管理該裝置以尋找物品，達到上網沖浪和使用該裝置不會相互沖突；第二種模式是AP模式，即在周圍環境無WiFi熱點的情況下使用的，在該模式下本裝置可作為WiFi熱點發出WiFi信號，形成一個無線局域網，智能終端通過連接此WiFi同樣可以尋找到該裝置。除此之外，MCU還需設置WiFi模塊的路由、多連接模式和開啟監聽端口號等。

設置完WiFi工作模式后，MCU即可接收WiFi傳過來的指令，指令包括數據采集、聲光報警、重新設置WiFi等。

4 系統測試

經過軟硬件調試，本裝置的硬件測試結果如圖5所示。在用戶點擊尋物開關后，尋物裝置的LED正常發光、蜂鳴器發出聲音，用戶打開數據采集開關，可以看到尋物裝置當前環境溫度為29.5℃，當前環境氣壓為1008hPa。由此可見，該裝置實現了所需要的功能。

5 結論

本文介紹了基于ESP8266EX的無線尋物裝置的硬件設計與軟件設計，同時結合手機應用進行了功能測試，測試結果基本滿足預期，后期我們打算加入加速度、光線傳感器等模塊，以達到運動計步和光線感應的功能，通過拓展，此裝置的功能會越發完善和強大，具有更廣闊的市場前景。

【參考文獻】

[1]高頔，韓曉亮.WLAN對無線智能終端發展的促進作用[J].數字通信，2011（5）：25-26.

[2]樂鑫IOT團隊.ESP8266系統描述[EB/OL].http：//espressif.com/

[3]Bosch Sensortec.BMP180 Data Sheet[EB/OL].http：//www.bosch-sensortec.com/

[責任編輯：李書培]