能用微信控制的插座SmartSwitch 0.1 开源手册

2、SmartSwitch0.1硬件

2.1、SmartSwitch0.1 PCB



1、 COM：220V公共端

2、 IN：220V输入端

3、 OUT:220V输出端

4、 P2插针：

无短路帽：正常运行模式和模块lua文件下载模式

有短路帽：固件下载模式

5、 P1插针：

TX，GND，RX，+5V为下载串口，固件等通过此串口更新（其中，TX为TTL串口Txd引脚，对接电脑串口Rxd；RX为串口Rxd引脚，对接电脑Txd）。

插座 电脑TTL串口

TX ------- Rxd

GND ------- GND

RX ------- Rxd

+5V ------- +5V

RL，RX在运行的时候被短路帽短接，下载固件的时候将此短路帽插在P2上，但是下载lua的时候P2短路帽需去掉。

6、 Led1：红色指示灯，指示当前插座联网状态

常亮：wifi已连接，插座已经连接到路由器

快闪：等待smartlink

慢闪：正在连接到路由器

7、 s1：开关按键：1.白色按钮:插座状态切换/清除密码信息

设备上电后通过按这个白色按键可以改变插座开关状态，例如如果插座之前是关闭的，按一下就打开插座，继电器导通，面板上的插座开始供电，反之亦然；

如果上电前按住这个白色按钮，则删除保存的路由器配置信息，插座自动进入smartlink模式，等待手机app广播信息。

什么叫做smartlink：smartlink是一种使无线设备连接到无线网络的一种手段。在无线设备还未连接到网络之前，无线设备必须获得网络的SSID和Password，smartlink可以允许用户通过手机APP的方式将SSID和Password广播给设备，无线设备接收到配置信息后进行下一步的联网操作。

2.2、SmartSwitch0.1原理图

SmartSwitch采用高性能的ESP8266芯片作为主控芯片，ESP8266 是一款高度集成的芯片，该芯片专门针对无线连接的需求而开发，是一个完整且自成系统的 Wi-Fi 网络解决方案。它能够搭载软件应用，也能通过另一个应用处理器卸载所有的 Wi-Fi 网络功能。 ESP8266 具备强大的片上处理和存储功能，这使其可通过 GPIO 口集成传感器及其他应用的特定设备，既缩短前期开发时间，也最大限度减少运行中系统资源的占用。ESP8266 高度片内集成，仅需极少的外部电路，而其包括前端模块在内的整个解决方案，可将设计中
PCB 所占的空间降到最低。原理图smartswitch0.1.pdf下载链接：http://pan.baidu.com/s/1c0jpN48密码：e6ns

2.2.1模块概述

ESP8266是一款超低功耗的UART-WiFi 透传模块，拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术，专为移动设备和物联网应用设计，可将用户的物理设备连接到Wi-Fi 无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网功能。

ESP8266封装方式多样，天线可支持板载PCB天线，IPEX接口和邮票孔接口三种形式；

ESP8266可广泛应用于智能电网、智能交通、智能家具、手持设备、工业控制等领域。

2.2.2芯片产品特性SDIO 2.0、SPI、UART 接口

SDIO 2.0、SPI、UART 接口

32-pin QFN 封装

集成 RF 开关、 balun、LNA、 24 dBm PA 、DCXO 和 电源管理单元（PMU）

集成 RISC 处理器、片上存储器和外部存储器接口

集成 MAC/基带处理器

高品质的服务管理

高保真音频应用所需的 I2S 接口

所有内部供电均包含片上低压差线性稳压器

专有的无杂散时钟生成架构

集成 WEP、 TKIP、AES 和 WAPI引擎

2.2.3芯片产品规格

802.11 b/g/n

WiFi Direct (P2P)、soft-AP

集成 TCP/IP 协议栈

集成 TR 开关、 balun、LNA、 PA 和匹配网络

集成PLL、稳压器、DCXO 和电源管理单元

802.11b模式下 +19.5dBm 的输出功率

小于 10uA 的断电泄露电流

集成低功耗 32 位 CPU，可以兼作应用处理器

SDIO 1.1/2.0、 SPI、UART 接口

STBC、 1×1MIMO、2×1MIMO

A-MPDU & A-MSDU 聚合& 0.4ms 的保护间隔

2ms 之内唤醒并传递数据包

待机状态消耗功率少于 1.0mW (DTIM3)

更详细信息请访问espressif 官网 http://espressif.com/

2.2.4模块产品特性

 支持无线802.11 b/g/n 标准

内置低功耗32 位CPU：可以兼作应用处理器

内置10 bit 精度ADC

内置TCP/IP 协议栈

内置TR 开关、balun、LNA、功率放大器和匹配网络

内置PLL、稳压器和电源管理组件

 支持STA/AP/STA+AP 三种工作模式

 内置TCP/IP协议栈，支持多路TCP Client连接

 支持丰富的Socket AT指令

 支持UART/GPIO数据通信接口

 支持Smart Link 智能联网功能

 支持远程固件升级（OTA）

 超低能耗，适合电池供电应用

 3.3V 单电源供电

深度睡眠保持电流为10 uA，关断电流⼩于5 uA

SDIO 2.0、(H) SPI 、UART、I2C、I2S、IR Remote Control、PWM、GPIO

2 ms 之内唤醒、连接并传递数据包

802.11b 模式下+ 20 dBm 的输出功率

待机状态消耗功率小于1.0 mW (DTIM3)

工作温度范围：-40℃- 125℃

模组通过FCC, CE, TELEC, WiFi Alliance 及SRRC 认证

2.2.5模块基本参数

模块	型号	ESP8266-12
主芯片	ESP8266
无线参数	无线标准	IEEE 802.11b/g/n
频率范围	2.412GHz-2.484GHz
发射功率	802.11b: +16 +/-2dBm (@11Mbps)
802.11g: +14 +/-2dBm (@54Mbps)
802.11n: +13 +/-2dBm (@HT20, MCS7)
接收灵敏度	802.11b: -93 dBm (@11Mbps ,CCK)
802.11g: -85dBm (@54Mbps, OFDM)
802.11n: -82dBm (@HT20, MCS7)
天线形式	外置：邮票孔接口
外置：I-PEX 连接器、SMA 连接器
内置：板载PCB 天线
硬件参数	硬件接口	UART，IIC，PWM，GPIO，ADC
工作电压	3.3V
GPIO驱动能力	Max：15ma
工作电流	持续发送下=> 平均值：~70mA,峰值: 200mA 正常模式下=> 平均: ~12mA,峰值: 200mA 待机：<200uA，
工作温度	-40℃~125℃
存储环境	温度：<40℃，相对湿度：<90%R.H.
尺寸	24.0mm*16.0mm*1mm；
串口透传	传输速率	110-921600bps
TCP Client	5个
软件参数	无线网络类型	STA/AP/STA+AP
安全机制	WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK
加密类型	WEP64/WEP128/TKIP/AES
固件升级	本地串口，OTA远程升级
网络协议	IPv4, TCP/UDP/FTP/HTTP
用户配置	AT+指令集, Web 页面 Android/iOS 终端, Smart Link 智能配置APP

2.2.6模块引脚定义

PIN	Function	Description
1	URXD	1）UART_RXD，接收； 2）General Purpose Input/Output：GPIO3；
2	UTXD	1）UART_TXD，发送； 2）General Purpose Input/Output：GPIO1； 3）开机时禁止下拉；
5	REST	外部Reset信号，低电平复位，高电平工作（默认高）；
6	GND	GND
8	VCC	3.3V，模块供电；
9	ANT	WiFi Antenna
11	GPIO0	1）默认WiFi Status：WiFi工作状态指示灯控制信号； 2）工作模式选择： 上拉：Flash Boot，工作模式； 下拉：UART Download，下载模式；
12	ADC	ADC，输入范围：0V-1V；
13	GPIO15	下拉：工作模式；
14	CH_PD	1）高电平工作； 2）低电平模块供电关掉；
15	GPIO2	1）开机上电时必须为高电平，禁止硬件下拉； 2）内部默认已拉高

2.2.7模块功耗

模式	最小值	通常	最大值	单位
传送802.11b，CCK 1Mbps，Pout=+19.5dBm		215		mA
传送802.11b，CCK 11Mbps，Pout=+18.5dBm		197		mA
传送802.11g，OFDM54 Mbps，Pout=+16dBm		145		mA
传送802.11n，MCS7，Pout=+14dBm		135		mA
接收802.11b，包长1024字节，-80dBm		100		mA
接收802.11g，包长1024字节，-70dBm		100		mA
接收802.11n，包长1024字节，-65dBm		102		mA
系统待机模式		70		mA
关机		0.5		μA

2.2.8模块射频指标

描述	最小值	通常	最大值	单位
输入频率	2412		2484	MHz
输入电阻		50		Ω
输入反射			-10	dB
72.2Mbps下，PA的输出功率	14	15	16	dBm
802.11b模式下，PA的输出功率	17.5	18.5	19.5	dBm
灵敏度
CCK 1Mbps		-98		dBm
CCK 11Mbps		-91		dBm
6Mbps(1/2BPSK)		-93		dBm
54Mbps(3/4 64-QAM)		-75		dBm
HT20，MCS7（65Mbps，72.2Mbps）		-71		dBm
邻频抑制
OFDM，6Mbps		37		dB
OFDM，54Mbps		21		dB
HT20，MCS0		37		dB
HT20，MCS7		20		dB

3、SmartSwitch0.1软件

3.1、NodeMcu介绍

Esp8266为乐鑫信息科技(上海)有限公司生产的一款具有无线功能的芯片，芯片内部集成处理器，主频可至160Mhz，所以可以运行在ESP8266 StandAlone mode模式下，即一个CPU完成所有的任务，同时乐鑫已经将该芯片固件开源，开源源代码托管到git上面，每一个版本的公布都会同时公布源代码，但是官方公布的都是具有AT指令模式的固件，即需要外挂一个单片机来控制ESP8266，这样减少了开发难度，用户只需了解他的AT指令即可，如果想脱离外挂的单片机只能要求用户重新编译附件，无疑曾加了开发难度。实际上既然ESP8266是一个单片机，本身自己就可以实现用户自定义的功能。这个想法被nodemcu团队实现了----NodeMCU超简单的物联网开发平台，提供硬件的高级接口，可以将应用开发者从繁复的硬件配置、寄存器操作中解放出来。用交互式Lua脚本，像arduino一样编写硬件代码！事件驱动型API极大的方便了用户进行网络应用开发，使用类似Nodejs的方式编写网络代码，并运行于5mm*5mm大小的MCU之上，加快您的物联网开发进度。具有GPIO、PWM、I2C、1-Wire、ADC等功能，结合NodeMCU
固件为您的原型开发提供最快速的途径。
Nodemcu最大特点：开源，交互式，可编程，低成本，简单，智能，WI-FI硬件
SmartSwitch0.1是基于nodemcu0.9.6版本，采用lua语言开发完成的。

3.2、Lua语言是什么

Lua 是一个小巧的脚本语言。是巴西里约热内卢天主教大学（Pontifical CatholicUniversity of Rio de Janeiro）里的一个研究小组，由Roberto Ierusalimschy、Waldemar Celes 和 Luiz Henrique de Figueiredo所组成并于1993年开发。 其设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。Lua由标准C编写而成，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译，运行。Lua并没有提供强大的库，这是由它的定位决定的。所以Lua不适合作为开发独立应用程序的语言。Lua
有一个同时进行的JIT项目，提供在特定平台上的即时编译功能。
Lua脚本可以很容易的被C/C++ 代码调用，也可以反过来调用C/C++的函数，这使得Lua在应用程序中可以被广泛应用。不仅仅作为扩展脚本，也可以作为普通的配置文件，代替XML,ini等文件格式，并且更容易理解和维护。Lua由标准C编写而成，代码简洁优美，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译，运行。一个完整的Lua解释器不过200k，在目前所有脚本引擎中，Lua的速度是最快的。这一切都决定了Lua是作为嵌入式脚本的最佳选择。
Lua语言有些语法与C语言类似，基于事件驱动模型，他本身集成了编译器，即只需要将源代码交给NodeMcu即可，NodeMcu同时集成了编译执行工作。所有程序由init.lua第一行开始执行，传输进去的文件名即为NodeMcu默认的文件名，默认NodeMcu从init.lua开始执行，若没找到该文件，则NodeMcu提示错误:
lua: cannot open init.lua

3.3、NodeMcu提供的API有哪些，应该怎么用？

NODE MODULE：芯片相关的，例如重启，查看芯片剩余内存，芯片ID之类的
FILE MODULE：文件相关的，例如管理串口传输进去的源码。
WIFI MODULE：wifi相关的，设置模块工作模式ap模式还是station模式
WIFI.STA MODULE：station模式相关的，例如设置模块ip，模块将要连接路由器的ssid和password之类的
WIFI.AP MODULE：ap模式相关的，例如设置模块自己本身ap模式默认的ssid和Password
TIMER MODULE：定时器相关
GPIO MODULE：GPIO相关，例如设置输入还是输出
PWM MODULE：pwm相关，能设置占空比和频率
NET MODULE：网络相关，设置tcp，udp相关的
I2C MODULE：IIC相关的，发送接收
ADC MODULE：ADC相关的，例如测量电压
UART MODULE：uart相关，例如设置波特率之类的
ONEWIRE MODULE：
BIT MODULE：位，位取反
SPI MODULE：spi相关
MQTT MODULE：MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是IBM开发的一个即时通讯协议。建立在TCP上的物联网一种通信协议

3.4、用什么工具下载NodeMcu固件到模块中？

ESP8266Flasher.exe





回到operation选项卡，选择串口后，点击Flash 按钮。
ESP8266Flasher.exe下载链接：http://pan.baidu.com/s/1eQjlMBw密码：o7r0
NodeMcu固件下载链接：http://pan.baidu.com/s/1sj87Ki5密码：1q3z

3.8、SmartSwitch0.1 lua源码

目前SmartSwitch在获取路由器ssid和Password途径支持两种配置形式，一种是smartlink模式，即通过手机APP把ssid和Password信息广播给SmartSwitch，还有一种是html模式，即SmartSwitch模拟一个ap，手机通过输入连入该ap打开指定的网站进行连接。各有各的优势，对于smartlink来说减少的繁杂的输入过程，只需要输入密码即可，但是要求使用者必须下载该软件，并且该软件只在第一次配置的时候使用过，以后几乎不会用；html模式相反，配置有些繁琐，先选择ap，并且选ap的时候还得输入ap的Password，另外得要求用户输入ssid和Password，这就得让客户必须记住ssid才可以。

3.8.3、SmartLink源码分析之init.lua

更详细的手册请参考 http://web.nenewind.com/upload/read.php?tid=12 微信测试平台公众号：Newind