多功能智能插座的应用与设计
多功能智能插座设计

Ab t a tCo s r c : mmo o k t n yh s n— f f n t n a d c n n t r v n c i e t T i a e t d c s h f n t n n el e c n s c e l a o u ci n a o e e t c d n . h sp p r n r u e mu i c i a i t l g n e o o o p a i o a u ol i
De i n o liu ci n l n el e c o k t sg f mu tf n to a t l g n es c e i i Y n x alT AO We — u r, ENG Z a - h n , ONG Jn — l, ENG Y a - ig T i h o s e g XI ig WelD u n nn , AN X a
s c e w ihu e U ( coc n rl nt P C 8 7 stec nrl oea dh s u ci s f i ig o — f,v ru rn n o k t h c ss MC mi o t i) I F 7 A a o t r n a n t n m n n o o ec r t d r ou 1 6 h oc f o ot e a
o e v l g r tc i g, mp r t r a u i g a d a a mig T i p p ras l b r tst e c mp st n a d o e a i gp i c p eo e v r o t ep o e t a n t e e au eme s rn n l r n . h s a e loe a o ae h o o i o n p r tn rn i l f h i t i tlie c o k t t eme h dt a u ec re t n o t g n ep o e t n a d c n r l r cp eo U, n r s n sh r w r n el n es c e ,h t o me s r u r n dv la ea dt r t ci n o t i i l f g o a h o op n MC a d p e e t a d a e cr u ts h ma i d a r m n o h to i r g a T i i t l g n e s c e a a u e t e w r i g c n i o fee t c l i i c e t i g a a d f w c a fma n p o r m. h s n el e c o k tc n me s r h o k n o d t n o lc r a c c l i i i a p i n e , n lo c n aa m n n e r p o rs p l n a n r lc n i o s h v n a ey,e ib l y, o v n e e n t e p l c s a d a s a l r a d i t ru tp we u p y i b o ma o d t n , a i g s f t r l i t c f e in e a d o h r a i a i l
智能插座的设计

智能插座的设计第一点:智能插座的设计原理与技术特点智能插座作为家居智能化的重要组成部分,其设计原理和技术特点体现了现代电子技术和物联网技术的综合应用。
本文将从以下几个方面详细阐述智能插座的设计原理与技术特点。
1.1 设计原理智能插座的核心设计原理是基于电力载波通讯技术、微处理技术和无线网络技术的结合。
其主要组成部分包括电源模块、MCU微控制器、电力载波芯片、无线模块、按钮、指示灯等。
•电源模块:负责将输入的交流电转换为稳定的直流电,为插座内部电路提供稳定的电源。
•MCU微控制器:作为智能插座的大脑,负责控制和管理插座的各项功能。
•电力载波芯片:通过载波通讯技术,实现插座与智能家居系统的无缝对接。
•无线模块:通常采用Wi-Fi或蓝牙技术,实现远程控制和数据传输。
•按钮和指示灯:用于用户的本地操作和状态显示。
1.2 技术特点智能插座的技术特点主要体现在以下几个方面:•远程控制:用户可以通过智能手机APP或其他智能设备,实现对插座的远程开关控制。
•定时功能:用户可以设置插座定时开关,适合电器设备的定时启动和关闭,如空调、电热水器等。
•节能统计:智能插座能够监测并统计接入电器的用电情况,帮助用户了解用电量和节能效果。
•安全保护:智能插座通常具备过载保护、短路保护等功能,确保使用安全。
•智能场景:与智能家居系统配合,实现智能场景的构建,如与智能灯光、窗帘等的联动控制。
第二点:智能插座的应用场景与市场前景智能插座的应用场景十分广泛,涵盖了家庭、办公室、商业场所等多个领域。
下面将具体介绍智能插座在不同场景下的应用,并展望其市场前景。
2.1 应用场景•家庭应用:智能插座可以控制家中的各种电器设备,如空调、电视、电热水器等,实现家居智能化。
•办公室应用:在办公室中,智能插座可以用于控制电脑、打印机、饮水机等设备的定时开关,提高能效。
•商业场所:商业场所的智能插座可以用于控制广告灯箱、展示柜等设备的运行,节省电能。
智能插座设计方案

智能插座设计方案智能插座设计方案智能插座是一种集传感器、通信、控制等功能于一体的智能家居产品,可以通过与智能手机或其他智能设备的连接,实现对插座的远程控制和监测。
下面是一个智能插座的设计方案。
1. 基本功能设计:- 远程控制:用户可以通过智能手机APP或者其他智能设备,实现对插座的开关控制。
- 定时控制:用户可以设置定时任务,根据自己的需求控制插座的开关时间。
- 节能功能:插座支持功率和电量监测功能,用户可以根据实时数据了解家电的使用情况,以便优化用电方案。
- 安全保护:插座内置温度传感器,当温度过高时自动断电,避免因过热引发火灾等安全问题。
2. 硬件设计:- 插座主体:采用防火材料制造,确保产品的安全性。
- 电源管理:采用可调节电压和电流的电源管理芯片,以适应各种不同设备的充电需求。
- 通信模块:插座内置Wi-Fi或蓝牙模块,与智能手机或其他智能设备实现无线连接。
- 传感器:插座内置温度传感器,用于实时监测插座的温度。
- 控制芯片:采用高性能的控制芯片,以实现快速的响应和稳定的控制。
3. 软件设计:- APP开发:开发一个用户友好的智能插座APP,可以远程控制插座的开关,设置定时任务,查看电量和功率数据等。
- 数据分析:插座可以收集并传输用电数据至APP,用户可以通过APP查看用电情况,包括实时功率,每天、每月、每年的用电量等,并通过数据分析提供用电建议。
- 多设备管理:支持多个智能插座的同时管理和控制,方便用户管理家庭中的各个插座设备。
4. 用户体验设计:- APP界面:设计一个简洁、直观的APP界面,方便用户操作和控制插座。
- 易用性:设计插座和APP的操作流程简单明了,不需要用户过多的设置和调整。
- 报警通知:当插座温度过高或者其他异常情况发生时,及时向用户发送报警通知。
通过以上智能插座设计方案,可以满足用户对家居智能化的需求,提升用户的使用体验和便利性。
智能家居中智能插座的设计与实现

智能家居中智能插座的设计与实现智能家居的快速发展使得人们的生活变得更加便捷,智能插座作为其中一种智能家居产品,为人们提供了更多选择。
本文将探讨智能插座的设计与实现,包括其功能特点、硬件设计、软件开发以及使用场景等方面。
一、功能特点智能插座通过连接家庭无线网络,可以远程和自动控制插座的开关,实现了远程监控和智能化操作。
智能插座的功能特点主要包括以下几个方面:1. 远程控制:通过下载相应的手机应用或使用智能音箱等设备,用户可以实现对智能插座的远程控制,无需亲自操作插座开关。
2. 定时开关:智能插座可以设置定时开关功能,用户可以按照自己的需要设定时间,实现插座的自动开关。
3. 能耗统计:智能插座具备能耗统计功能,可以记录家电的用电情况,并提供使用报表,帮助用户合理规划用电。
4. 智能联动:智能插座可以与其他智能家居设备进行联动,实现更加智能化的家居控制,例如通过温度传感器控制插座开关。
二、硬件设计智能插座的硬件设计是实现其功能的基础,主要包括电路设计和外壳设计。
1. 电路设计:智能插座的电路设计需要考虑电源管理、无线通信、继电器控制等方面。
首先,需要设计稳定的电源供给模块,以确保插座工作的稳定性和可靠性。
其次,需要集成无线通信模块(如Wi-Fi模块),用于与家庭无线网络进行连接,实现远程控制和数据交互。
最后,需要设计继电器控制电路,以控制插座的通断。
2. 外壳设计:智能插座的外壳设计需要符合用户的使用习惯和审美需求。
外壳材料应具备一定的绝缘性能,以确保使用安全。
外壳形状和尺寸应根据插座的使用环境进行合理设计,便于插拔插头。
三、软件开发智能插座的软件开发是实现其智能化操作的关键,主要包括手机应用程序的开发和与各种智能设备的联动。
1. 应用程序开发:智能插座的手机应用程序需要提供简洁明了的用户界面,方便用户操作和控制。
用户可以通过应用程序实现远程控制、定时开关等功能,并查看用电情况和报表。
2. 智能设备联动:智能插座可以与智能音箱、智能电视、智能门锁等智能设备进行联动。
智能家居中的智能插座设计与实现

智能家居中的智能插座设计与实现第一章:概述随着科技的不断发展,智能家居已经逐渐成为了现实。
智能插座作为智能家居中不可或缺的一部分,其应用也越来越广泛。
本文主要讨论智能插座的设计与实现,介绍智能插座的功能和应用,并探讨智能插座可能遇到的问题和解决方法。
第二章:智能插座的设计智能插座的设计需要考虑多个因素,如电路设计、机械结构设计、控制系统设计等。
在电路设计方面,需要充分考虑安全性和可靠性问题,确保电路不会出现漏电或短路等问题。
在机械结构设计方面,需要考虑插头的插拔力、外观设计、维修方便性等因素。
在控制系统设计方面,需要考虑智能化程度以及用户体验等问题。
第三章:智能插座的功能智能插座的功能主要包括以下几点:1.电能计量功能。
可以记录电器使用的电量,让用户清楚了解各个电器的电器功率和用电量。
2.远程控制功能。
通过与智能家居系统连接,可以通过手机等远程控制设备控制插座开关,方便用户远距离控制家中电器。
3.定时开关功能。
可以设置定时开关,让电器自动开关,方便用户控制家中电器的使用时间和频率。
4.智能化程度高。
通过与智能家居系统相连接,可以实现多种智能化应用,如语音控制、自动化场景控制等。
第四章:智能插座的应用智能插座的应用场景广泛,包括以下几个方面:1.智能家居。
作为智能家居系统中的一部分,智能插座可以方便用户控制家庭电器,提高生活质量和节能效果。
2.商业场所。
可以用于商业场所的照明和插座控制,提高商业场所管理的效率和安全性。
3.工业应用。
可以用于工业自动化控制等领域,提高生产效率和安全性。
第五章:智能插座可能遇到的问题和解决方法虽然智能插座带来了很多方便和便利,但是也可能遇到一些问题,如故障、通讯故障等。
这些问题都需要考虑到,因此在智能插座的设计和实现时需要充分考虑这些问题,并尽量避免和解决这些问题。
对于故障问题,可以通过加强智能插座的安全设计、定期检查和维护等方式来进行解决。
对于通讯故障问题,可以加强信号传输的可靠性和稳定性。
智能家居智能插座设计与实现

智能家居智能插座设计与实现随着人类生活水平的提高和科技的不断进步,智能家居已经成为了一种趋势,它不仅能够提高人们的生活效率,还能为人们带来更加方便快捷的生活体验。
其中,智能插座作为智能家居的重要设备之一,也得到了人们的广泛关注。
本文就智能插座的设计和实现进行探讨。
一、智能插座的基本结构和原理智能插座的基本结构一般包括主控芯片、无线通信模块、电源模块、继电器等。
主控芯片是整个智能插座的核心部件,它负责对插座的各种功能进行控制和管理。
无线通信模块则是智能插座与智能家居系统之间的桥梁,它能够让插座实现远程控制等功能。
电源模块则是为整个插座提供稳定的电源,而继电器则是实现插座的开关控制。
在使用智能插座时,用户可以通过手机APP或语音控制等方式来控制插座的开关、定时等操作。
同时,智能插座还可以接入智能家居系统实现更加智能化的控制和管理。
二、智能插座的设计和实现智能插座的设计和实现需要考虑多方面的因素,如通信协议、安全性、电路设计等。
其中,通信协议是非常重要的一环,它关系到插座与智能家居系统之间的信息交流。
目前,常见的通信协议包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Z-WAVE等。
安全性也是智能插座设计的重要考虑因素之一。
因为智能插座将直接接触家庭电力电路,所以必须保证其稳定性和安全性。
在电路设计方面,智能插座的电源模块需要具备过载、过电流等保护功能,以免因电路问题导致插座出现安全隐患。
除此之外,智能插座的设计还需要兼顾人性化和环保等方面的考虑。
例如,插座应该具有良好的人机交互界面,可以方便地查看插座的工作状态和电能消耗量等信息。
同时,智能插座应该具备省电省能的设计,可以为用户提供更加环保的生活方式。
三、智能插座的应用前景目前,智能插座已经得到了广泛的应用,其应用前景也越来越广阔。
与传统插座相比,智能插座具有更多的功能和优势,可以为用户带来更加便捷、舒适和安全的生活体验。
未来,随着智能家居市场的不断扩大,智能插座也会愈加普及。
智能物联网插电板设计

智能物联网插电板设计随着科技的发展,智能物联网已经渗透到了我们生活的方方面面,其中智能家居也成为了人们追求的生活方式。
智能家居的核心就是智能控制,而智能插电板则成为了家庭智能化的重要组成部分。
智能物联网插电板设计可以让家居设备更加便捷地接入智能控制系统,实现远程控制和智能化管理。
本文将就智能物联网插电板的设计进行探讨,并提出一种创新的设计理念。
一、功能需求在设计智能物联网插电板时,首先需要考虑满足用户的基本功能需求。
用户对智能插电板的需求主要包括以下几个方面:1. 远程控制:用户可通过手机APP或者智能家居中心对插电板进行远程控制,开启或关闭插头输出电源。
2. 定时开关:用户可设定定时开关功能,根据不同的时间段来控制插头的开关状态,实现自动化管理。
3. 能源监测:插电板内置能源监测模块,用户可通过手机APP查看插座的用电情况,实时监测家庭用电量。
4. 定制场景:智能插电板与其他智能设备进行联动,可以根据用户的习惯和需求制定个性化的智能场景。
5. 安全保护:插电板内置过载保护和漏电保护功能,确保用电安全。
除了以上功能需求外,智能插电板还需要考虑插座的数量和布局、外观设计等因素,确保产品的实用性和美观性。
二、技术实现针对以上功能需求,智能插电板设计需要采用一系列技术手段进行实现。
1. 远程控制:插电板内置无线通讯模块,通过Wi-Fi或蓝牙与用户的手机或智能家居中心进行连接,实现远程控制功能。
同时插电板还需要配备相应的APP,并支持云端控制功能,用户可以随时随地远程控制插座的开关状态。
4. 定制场景:智能插电板需要支持智能场景设置,用户可通过手机APP自定义不同的场景模式,如离家模式、回家模式等,实现智能设备的联动控制。
以上的技术实现需要结合硬件设计和软件开发,需求针对性强,设计师需要兼顾用户体验和功能实现的完整性。
三、创新设计理念除了满足用户的基本功能需求和技术实现外,智能物联网插电板的设计也需要引入创新的理念,打破传统插电板的设计模式,提升产品的使用体验和美观性。
公牛方案_??????

公牛方案一、方案背景在现代社会中,电力需求日益增长,人们对电源插座的需求也变得越来越多样化。
然而,传统的电源插座设计难以满足人们对多功能、便捷、安全、美观等方面的需求。
因此,我们制定了公牛方案,旨在为用户提供一种现代化、智能化的电源插座解决方案。
二、方案概述公牛方案是一种基于智能技术的电源插座解决方案。
它将传统的电源插座与智能控制技术相结合,既保留了传统电源插座的常用功能,又增加了一系列智能化的特性,提升了用户使用体验。
三、方案特性公牛方案具有以下特性:1. 多功能设计公牛方案采用了多种插口设计,包括普通插座、USB插座、无线充电插座等,满足不同场景下的用电需求,方便用户同时使用多种电器设备。
2. 智能控制功能公牛方案通过智能控制技术,可以实现远程控制、定时开关、电能监测等功能。
用户可以通过手机APP或智能语音助手实现对插座的远程控制,随时随地方便地控制用电设备的开关。
定时开关功能可以帮助用户合理安排用电时间,节约电力资源。
电能监测功能可以实时监测用电情况,帮助用户合理使用电力,降低能耗。
3. 安全保护功能公牛方案考虑到用户的安全需求,采用了多项安全保护措施。
插座具有过载保护、漏电保护、防火材料等功能,有效保护用户用电安全。
4. 美观设计公牛方案注重产品的外观设计,在保证功能性的基础上,结合时尚、简约的设计风格,为用户带来良好的产品体验。
四、方案优势公牛方案相比传统的电源插座具有以下优势:1.多功能设计满足用户多样化需求;2.智能控制功能提升了用户使用便捷性;3.安全保护措施保障用户用电安全;4.美观的外观设计增加了产品的审美价值。
五、市场前景随着科技的不断进步和人们对智能家居的需求增加,公牛方案具有广阔的市场前景。
无论是家庭用户还是商业场所,都需要更加便捷、智能的电源插座解决方案。
公牛方案正好满足了这些需求,有望在市场中获得良好的销售业绩。
六、总结公牛方案是一种基于智能技术的电源插座解决方案,通过多功能设计、智能控制、安全保护和美观设计等特性,提升了用户使用体验,满足了现代生活对电源插座的需求。
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安徽大学课程设计报告(嵌入式课程设计)题目:多功能智能插座设计报告学生姓名(学号):陈超(P7*******)董芳(P7*******)陆天乐(P7*******)叶旭媛(P7*******)张欣(P7*******)曲畅(P7*******)于子潇(P7*******)课程院(系):电子信息工程学院物联网工程系指导老师姓名:刘瑜职称/学位:副教授指导老师所在单位:安徽大学电子信息工程学院完成时间:2014年12月多功能智能插座设计报告摘要:智能家居是物联网的主要应用之一,它将实现家居的智能化和信息化。
智能插座是智能家居的重要组成部分,它具有供电远程控制、用电状态监测、通信组网等功能,目前市场上的智能插座功能还达不到智能家居系统的要求,因此我们需要设计出新型智能插座。
我们设计的智能插座主要利用arduino单片机及esp8266串口WIFI等模块,不仅可以做到传统的过载保护,供电定时预约还可以利用微信平台与家用电器实现交互控制,实现远程遥控,借助微信平台还可实现社交物联网,该产品随着智能家居系统的推广,将拥有良好的市场前景。
本文首先介绍了传统的几种智能插座及其功能,并提出了一种新型的智能插座设计方案。
从其系统设计方案上介绍了其功能以及其组成部分,并分硬件和软件部分详细的介绍了多功能智能插座的设计方案。
关键字:智能插座; arduino; esp8266串口wifi;蓝牙目录1 引言 (1)2 智能插座发展现状 (1)3 系统设计方案 (2)3.1 智能插座的功能 (2)3.2 智能插座设计实现 (3)4 硬件设计方案 (3)4.1 单片机的选择与简介 (4)4.1.1相关参数 (4)4.1.2 供电方式 (4)4.1.3 输入输出口简介 (5)4.2 ESP8266串口WIFI模块简介 (5)4.3 HC05蓝牙模块简介 (6)4.4 按键电路 (7)5 软件设计方案 (7)5.1 程序分析 (8)5.1.1 延时程序的设计 (8)5.1.2 按键部分 (9)5.1.3 按键扫描部分 (9)5.1.4 继电器的开关控制 (10)5.1.5 红外传感器障碍物检测 (11)5.2 软件调试 (11)6 小结 (12)1 引言智能插座的未来发展是成为智能家居的组成部分智能家居是物联网的重要应用,它将融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体,将各种家庭设备如家电设备、照明系统、安防系统、网络家电等通过智能家庭网络联网实现自动化。
本文介绍了多功能智能插座的功能和设计方法,它具有智能控制、本地监测、通信组网等多种功能,将满足智能家居系统和物联网的发展需求。
智能插座的应用不能单一实现,它必须与智能家居系统相配套,并在系统中发挥作用。
随着智能家居系统的快速发展,智能插座的应用将越来越广泛。
市场现有的绝大多数插座不具备任何智能功能,极少所谓的智能插座,也只具备定时开关功能,无法对非正常状况进行监测与断电控制,不具备真正的智能功能,并且价格昂贵现有的插座已经不能适应各方面的需要,多功能的智能插座有着强大的市场需求。
为此,本文研究了一种以arduino单片机为信息处理核心的多功能智能插座,这种插座具有过流过压保护、定时开通、定时关断、远程控制及电量监控远程查询等功能。
2 智能插座发展现状传统的电源插座功能仅是分配多路电源,而智能插座除具备该功能外,还具有智能化的特点,普通插座和智能插座从外形到功能均有较大不同,如图一所示为智能插座与普通插座的对比图。
智能插座普通插座图一:智能插座与普通插座对比图目前市场上已经出现了多种不同功能的智能插座,主要可以分为以下几类:(1)漏电保护型智能插座。
该类插座具有漏电保护、超限断电等功能,当发现超过一定幅值的电流未与零线构成回路,认为漏电并立刻切断供电,同时在输入电压过高、用电负荷异常时可自动切断电源,保护电器。
(2)定时型智能插座。
该类插座主要为用户分时用电而设计。
例如在电价便宜时启动电热水器、洗衣机等工作,从而节约电费。
该类插座一般具有时钟功能,可对插座中的每一个插口进行编程,控制电源定时开断。
(3)主路控制型智能插座。
该类型插座一般有一个主路,其它为辅路。
如电脑主机断电后,判断出该主路无电流,则切断整个插座的电源,这样当电脑关机后,可以将辅路上的其他设备如显示器、音箱等也进行断电,从而减少待机功耗,提高用电安全性。
(4)遥控型智能插座。
插座中的每一路都可以由无线遥控器进行远程控制,该类插座一般需要同时配一个无线遥控器,通信方式一般为红外或小无线,也可声控。
(5)计量型智能插座。
这类插座的功能类似于单相多功能电表,它可以计量插座中用电设备的电压、电流、功率、电能值等。
该类插座一般配有按键和LCD 屏,也可将数据传送到电脑上,分析设备的用电情况。
图1中的智能插座即为此类。
由以上几类智能插座的分析可以得知,智能插座内部均集成了微处理器芯片,可进行智能处理,但目前的智能插座设计以提供单一的保护、监测或控制为主,产品功能较为单一,很难实现信息化和远程控制,还无法达到智能家居系统的应用要求。
3 系统设计方案3.1 智能插座的功能为满足智能家居系统的需求,我们需要设计出新型的智能插座,其必须具有智能化、信息化的特点,除具有电源分配功能外,还应该具备以下功能:(1)过载及漏电保护功能。
当用电器超出预设阈值时,自动切断电源,以实现对家用电器及线路的保护。
(2)定时预约功能。
可利用按键输入定时时间,使智能插座在某一时间节点时打开或关闭电源。
如:利用按键设置开电源定时时间3小时,关电源定时时间4小时,则在设置定时3小时之后主控器会自动控制开继电器,在设置定时4小时后,主控器会自动控制关继电器,以实现供电的定时预约功能。
(3)远程控制功能。
结合蓝牙,串口WIFI等通信模块实现近距离或远距离的自动化控制,实现远程实时打开或关闭家用电器。
通过开发与微信平台的接口,无论你身在何方,利用微信公众号输入指令即可完成对家用电器设备的控制。
(4)用电量监测功能,可实现实时远程查看在某一时间节点后的耗电量及当前设备的功率。
可在微信公众好号中输入对应的指令,完成对相关信息的查询。
3.2 智能插座设计实现如下图(2)所示,我们设计的智能插座由以下几个部分构成:∙主控制器∙通信模块∙按键电路∙信号检测模块∙传感器模块 ∙继电器控制部分图2 智能插座系统结构图(1)主控制器:主控制器主要由一片arduino 单片机构成,是整个智能插座的核心,负责整个系统的测量、控制、通信、管理,arduino 单片机是一款开源的8bit 处理器,兼容性比较强,开发难度较为容易,因此在本课程设计中以arduino 单片机作为核心芯片。
(2)通信模块:智能插座通过无线通信模块与主控制器进行数据交互,我们设计的智能插座利用esp8266串口WIFI 模块以及蓝牙模块作为通信模块,实现远程控制插座的通断电以及将主控器采集的功率等数值传上互联网实现,利用微信公众好可查看相关数据以及完成家电设备的控制。
(3)按键电路:采用单按键的输入方式触发外部中断,用于开启定时模式,以及完 成定时时间的设定。
(4)信号检测模块:输入的电压、电流强电信号先通过分压电阻、锰铜片等转换为弱电信号,再输入给专用的计量芯片,如ATT7022B ,其内部具有A/D 转换、数字运算电路,可自动完成多路电压电流有效值、功率等计算,生成的数据由MCU 抄取后处理。
(5)传感器模块:由于本系统中很多模块都会耗电,在无人使用时可关掉总电源,因此可用主动式红外模块监测智能插座是否有人使用,若无人使用,则关掉电源,已达到节电的目的。
(6)继电器模块:继电器是利用单片机高低电平控制插座通断电的桥梁,可实现小电压控制大电压。
4 硬件设计方案 负载 继电器模信号测量 传感器 按键电路通信模块 UART 主控制器4.1 单片机的选择与简介如下图所示为本课程设计所使用arduino单片机的实物图,arduino单片机版本众多,本课程设计使用的是arduino UNO,下面对arduino UNO进行简单介绍。
图3 arduino单品机实物图4.1.1 相关参数▪处理器 ATmega328▪工作电压 5V▪输入电压(推荐) 7-12V▪输入电压(范围) 6-20V▪数字IO脚 14 (其中6路作为PWM输出)▪模拟输入脚 6▪IO脚直流电流 40 mA▪ 3.3V脚直流电流 50 mA▪Flash Memory 32 KB (ATmega328,其中0.5 KB 用于 Bootloader)▪SRAM 2 KB (ATmega328)▪EEPROM 1 KB (ATmega328)▪工作时钟 16 MHz4.1.2 供电方式Arduino UNO可以通过3种方式供电,而且能自动选择供电方式▪外部直流电源通过电源插座供电。
▪电池连接电源连接器的GND和VIN引脚。
▪USB接口直接供电。
电源引脚说明▪VIN --- 当外部直流电源接入电源插座时,可以通过VIN向外部供电;也可以通过引脚向UNO直接供电;VIN有电时将忽略从USB或者其他引脚接入的电源。
▪5V --- 通过稳压器或USB的5V电压,为UNO上的5V芯片供电。
▪ 3.3V --- 通过稳压器产生的3.3V电压,最大驱动电流50mA。
▪GND --- 地脚。
4.1.3 输入输出口简介14路数字输入输出口:工作电压为5V,每一路能输出和接入的最大电流为40mA。
每一路配置了20-50K欧姆内部上拉电阻(默认不连接)。
除此之外,有些引脚有特定的功能:▪串口信号RX(0号)、TX(1号): 与内部ATmega8U2 USB-to-TTL 芯片相连,提供TTL电压水平的串口接收信号。
▪外部中断(2号和3号):触发中断引脚,可设成上升沿、下降沿或同时触发。
▪脉冲宽度调制PWM(3、5、6、9、10 、11):提供6路8位PWM输出。
▪SPI(10(SS),11(MOSI),12(MISO),13(SCK)):SPI通信接口。
▪LED(13号):Arduino专门用于测试LED的保留接口,输出为高时点亮LED,反之输出为低时LED熄灭。
▪6路模拟输入A0到A5:每一路具有10位的分辨率(即输入有1024个不同值),默认输入信号范围为0到5V,可以通过AREF调整输入上限。
除此之外,有些引脚有特定功能:▪AREF:模拟输入信号的参考电压。
▪Reset:信号为低时复位单片机芯片。
4.2ESP8266串口WIFI模块简介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。