[发明专利]基于WiFi的无线编程创客教育智能控制器系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于WiFi的无线编程创客教育智能控制器系统。

背景技术

随着近年来创客教育与STEAM教育等新兴教育模式的发展，教育机器人控制系统研究已经取得了很大的发展。中小学机器人教育涵盖多方面内容，强调手脑并用，是培养中小学生科学素养和创新能力的重要载体，也是在校园内开展创客教育的良好平台。但是，目前教育机器人控制系统大多只支持程序有线升级下载，对于使用数量不多并且控制器设备比较容易取回的工作环境，有线下载方式是可行的，但是在设备使用数量比较多，使用位置分散的环境下，有线下载方式布线困难，且需要较多数量的复杂编程设备，对此类控制器设备软件升级的成本就会大大增加，因此有线下载方式不适合在分散教学的课堂教学中使用。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于WiFi的无线编程创客教育智能控制器系统，实现了智能控制器系统的可无线编程，从而打破了局域限制和布线束缚。

本发明提供的基于WiFi的无线编程创客教育智能控制器系统，其改进之处在于，包括智能控制器、编程终端、无线路由器和服务器；

所述编程终端运行上位机的图形化编程模块并编写用户信息，传给所述服务器，所述服务器编译之后通过所述无线路由器的网络下载到所述智能控制器中，所述智能控制器完成接收并运行所述上位机的用户信息，实现智能控制。

优选的，所述智能控制器包括核心板和扩展板；

所述核心板包括主控单元最小系统、USB接口、调试接口和核心板连接器；所述主控单元最小系统包括单片机处理器模块；所述USB接口、所述调试接口和所述核心板连接器分别与所述单片机处理器模块连接；

所述扩展板包括WiFi模块、开关机控制模块、电源模块、LCD显示模块、按键输入模块、存储模块、蜂鸣器、I/O端口、电机驱动模块和扩展板连接器；所述核心板与扩展板通过所述核心板连接器和所述扩展板连接器连接，所述WiFi模块、所述开关机控制模块、所述电源模块、所述LCD显示模块、所述按键输入模块、所述存储模块、所述蜂鸣器、所述I/O端口和所述电机驱动模块均通过所述扩展板连接器与所述单片机处理器模块通信；

所述电源模块包括第一低压线性稳压器、第二低压线性稳压器、DC/DC转换器、第一直流电源、第二直流电源和负载开关芯片；所述第一直流电源为锂电池组，其为所述智能控制器系统供电；所述第二直流电源为8.4V外部直流电源，其为锂电池组充电且或者为所述智能控制器系统供电；所述第一低压线性稳压器为所述单片机处理器模块供电；所述第二低压线性稳压器为所述WiFi模块供电；所述DC/DC转换器将电压进行转换后，用于所述WiFi模块、所述开关机控制模块、所述电源模块、所述LCD显示模块、所述按键输入模块、所述存储模块、所述蜂鸣器、所述I/O端口、所述电机驱动模块的供电；所述负载开关芯片用于控制所述LCD显示模块的供电。

较优选的，所述WiFi模块为串口转WiFi无线模块，其型号为ESP-12S型封装模块，其中：

RST引脚、ADC引脚、IO16引脚、IO14引脚、IO12引脚、IO13引脚、IO5引脚、IO4引脚、IO0引脚、IO2引脚和IO15引脚断路，EN引脚和VCC引脚接第二低压线性稳压器，TXD引脚接所述主控单元最小系统的串口UART3上的RXD3引脚，RXD引脚接所述主控单元最小系统的串口UART3上的TXD3引脚，GND引脚接地。

较优选的，所述扩展板包括电池监测模块，其采用单线总线控制方式，用于检测电池组剩余电量、当前电压和统计消耗电流作用。

较优选的，所述第一低压线性稳压器为5V低压线性稳压器，其采用AMS1117-5.0型芯片；

所述第二低压线性稳压器为带使能端的3.3V低压线性稳压器，其采用SPX3819M5-L-3.3型芯片；所述单片机处理器模块实现对所述第二低压线性稳压器的使能端控制；

所述DC/DC转换器为5V降压型DC/DC转换器(DCDC-5V)，其采用TPS562201型芯片；

所述负载开关芯片用于控制LCD显示模块的供电，其采用TPS27801A型芯片；

所述开关机控制模块用于控制所述智能控制器系统的供电，采用LTC2954-2型芯片。