(完整版)基于物联网的智能插座设计
基于物联网设计的智能插座
www�ele169�com | 29智能应用0 引言插座在当今生活中已然随处可见，而功能及种类也在增加之中。
这些新型插座虽能够解决某些实际问题，但是都存在着一定的缺陷，无法被大众所接受并广泛的使用。
为此提出一款可以使用手机移动端进行控制的智能插座势在必行。
通过网络来控制各插口的通电状态，并限制插座的功率，避免因超负荷工作而导致的火灾。
即使无人在家，使用者也可以通过手机对插座进行远程遥控，达到消除火灾隐患，便捷生活的目的。
相信这项设计对于人们的生活质量有着显著提升。
1 智能插座设计方案基于物联网设计的智能插座由智能插座和手机移动端相构成，二者通过WIFI 通信来完成数据交换及工作，具体示意见图1。
该智能插座包括嵌入式MCU，电能参数采集模块，WIFI 无线通信，继电器模块和显示模块等五个模块组成，具体示意见图2。
设置额定电能参数，同时通过LCD 模块实时显示插座各插孔的电能参数，通过额定参数与实际参数的比较,就可以感知当前插座上是否接有电器设备。
当感知到插座上未接入电器设备时，插座内部嵌入式高性能MCU 会控制继电器模块，使得电源总线断开，确保不会出现触电等意外事故的发生。
当感知到插座上接入电器设备时，将实时电能参数与额定电能参数进行比较，若实时参数大于额定参数，则会及时切断电源避免火灾发生，同时将该情况通过WIFI 在手机移动端告知用户，及时的达到预警的目的。
广大用户在使用手机移动端时，通过手机移动端以WIFI 无线通信的方式对智能插座实现以下远程控制：(1)实时查询智能插座上是否皆有电器设备；(2)远程控制智能插座是否对电器设备供电；(3)当插座上存在电器设备工作时，可在移动端读取电压电流功率等电能参数。
2 智能插座硬件设计■2.1 嵌入式MCUMCU 是整个系统的核心部分，负责数据的采集，处理基于物联网设计的智能插座叶志鹏，李刚（通讯作者）（湖北文理学院物理与电子工程学院，湖北襄阳，441053）基金项目：湖北文理学院大学生创新创业训练计划项目资助（S201910519035）。
物联网技术下智能插座的设计与应用
物联网技术下智能插座的设计与应用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。
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。
智能插座是智能家居的组成部分，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。
该产品随着智能家居系统的推广，将拥有良好的市场前景。
0 引言物联网（The Internet of Things）是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式系统，使之成为“智能物体”，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现物与物、物与人之间的互联。
物联网代表着下一代信息技术的发展方向，预计将在10年内大规模普及，发展成为一个上万亿元规模的高科技产业。
智能家居是物联网的主要应用之一，它以家庭住宅为平台，利用先进的计算机技术、通信技术、传感器技术、控制技术等，将各种家用电子设备进行集中的控制和管理，从而创造出高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。
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。
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。
本文介绍了智能插座在智能家居系统中的应用，以及新型智能插座的设计方法。
1 智能插座的研究现状1.1智能插座的分类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。
智能物联网插电板设计
智能物联网插电板设计智能物联网插电板是一种新型的插座，它可以通过物联网技术，实现对插座的远程控制，以及对插座所连接电器的电量、状态等信息进行实时监测和管理。
在如今越来越普及的智能家居市场中，智能插座也逐渐成为人们关注的热点。
那么，本文将从智能物联网插电板的设计、功能、特点等方面进行阐述。
一、设计原理智能物联网插电板结构与普通插各类在机械结构上基本一致，主要是在电路设计和控制方式上有所区别。
智能物联网插座主要由顶盖、插座、外壳、底板、PCB电路板等几个部分组成。
其中，顶盖和外壳是由塑料材质制作而成，可以有效保护内部电路的不受损伤，PCB电路板上面布满各种电子元器件和连接器，以实现电路控制的各种功能。
底板是固定在智能物联网插座壳体内部的，通过螺丝等方式固定在底壳上方，底板上面主要安装有控制电路和电源电路，底板间有底板连接中心柱，插口在插口板上面长短使用滑槽的形式来控制，来达到对插座的控制。
二、功能特点1、远程控制：用户通过手机客户端可以远程控制智能插座的开关状态，便于出门在外时控制电器的开关状态，省去了繁琐的开关操作步骤。
2、定时开关：用户可以通过手机客户端对智能插座进行定时开关，便于用户对家居电器进行智能管控，实现节能和智能化的操作方式。
3、电量监测：智能物联网插座可以实现对所连接电器的电量进行实时监测和管理，可以有效的为用户提供电器的电费分析和能源消耗分析等数据，让用户更好地掌握家庭用电情况，为家庭节能和防止安全隐患提供便利。
三、应用领域智能物联网插电板实用领域非常广泛。
首先，它可以应用于智能家居领域，实现对家庭电器的智能化控制和管控；其次，可以应用于智能办公领域，实现对办公室电器的控制和管理，提高工作效率和办公环境的智能化水平；此外，智能插座还可以应用于工业领域和农业领域等，实现对设备的实时监测和控制。
总之，智能物联网插电板是一种集电力电子技术、计算机技术、通讯技术于一体的新型插座。
它的出现将为人们的生活、工作、生产等领域带来更多的便利和智能化服务。
智能物联网插电板设计
智能物联网插电板设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：智能物联网插电板设计随着科技的不断发展，智能家居已经成为了人们生活的一部分。
智能家居产品种类繁多，其中智能插座作为智能家居的重要组成部分，已经得到了越来越多的人的青睐。
智能插座在生活中起到了很重要的作用，可以实现远程控制、定时开关、电量统计等功能，为人们的生活带来了极大的便利。
在智能插座中，智能物联网插座更是一种新型的产品，其设计更加智能，功能更加全面。
本文将针对智能物联网插座进行设计，介绍其设计方案及特点。
1. 外观设计：智能物联网插座的外观设计要简约大方，符合现代人的审美观。
外壳材质选用防火阻燃材料，具有较高的安全性能。
外观颜色选择白色为主色调，整体外观线条流畅，显示屏幕和按键设计合理，易于操作。
2. 功能设计：智能物联网插座的功能设计要实现远程控制、定时开关、电量统计等常用功能。
通过手机APP可以实现对插座的远程控制，可以随时随地控制电器的开关，非常方便。
定时开关功能可以根据用户的需求设置开关时间，节约电能。
电量统计功能可以实时监测电器的用电情况，帮助用户合理用电。
3. 技术设计：智能物联网插座的技术设计要先进、稳定。
采用无线通讯技术，可以实现手机和插座之间的远程通信。
内部电路板要采用高品质的材料，具有很好的散热性能，避免电器过热。
在设计方面要充分考虑安全性能，防止短路、过载等安全问题的发生。
二、智能物联网插座的特点2. 便捷化：智能物联网插座的安装和使用非常简单，用户只需下载手机APP，连接插座即可进行远程控制。
使用非常便捷，为用户的生活带来了很大的便利。
智能物联网插座是智能家居产品中的一种重要组成部分，其设计方案要综合考虑外观设计、功能设计、技术设计等各方面的因素。
智能物联网插座具有智能化、便捷化、节能环保、安全性高等特点，带给用户极大的便利和安全保障。
在未来，随着智能家居的不断发展，智能物联网插座必将成为人们生活中不可或缺的一部分。
基于物联网技术的安全用电智能插板
科学技术创新2020.29基于物联网技术的安全用电智能插板孙赫陈涛李一帆曾江林（重庆交通大学，重庆400074）1概述随着物联网覆盖了人类生产生活的各个领域,对各个领域智能化的发展起到了至关重要的作用,智能家居也因此逐渐普及[1]。
家庭用电的智能化体现在智能家居和智能电器的发展[2-3]。
如今家庭用电不仅朝着“节约化”、“储能化”和“智慧化”的方向发展,“智能电网”与家庭“智慧用电”系统的协同发展也将成为家庭用电发展方向[4]。
目前,市场上流通的一些关于智能插座的产品功能较为单一,且大多数需要通过昂贵的网关连接。
另外,对于远程监测、分布式用电安排等方面拓展应用较少。
绝大多数插座不能实时监测插座用电口的用电情况,更不能实现远程报警及监测。
此外在现有的配电模式中,绝大多数相关消防用电监控主要针对单位、场所等大型区域,对于个体用户市场暂无相关产品出现。
就“智能电网”来说,主要针对的是城市消防建设。
而以家庭用户为消费单元的发明暂无普及。
本文设计了一种基于物联网技术的安全用电智能插板。
该装置包括显示模块、电源模块、控制模块、检测模块、通信模块、报警模块和消患模块。
通过对温度、电流及烟雾数据进行监测,实时发现电气线路和用电设备存在的安全隐患,用户可通过现场显示屏和手机APP 对实时查看用电器用电情况。
数据异常时,作者简介：孙赫（2000-），女，汉族，吉林省吉林市磐石市，本科，研究方向：电气工程及其自动化。
摘要：随着科学技术的发展，物联网技术使智能家居变为可能。
人们使用设备的安全防护意识也不断提高，用电设备的正确使用及运行过程中的安全可靠，一直是人们普遍关注的内容。
针对家庭安全用电问题，提出了一种基于物联网技术的安全用电智能插板。
插板以STM32F103为控制核心，采用传感器电路实时采集各回路用电情况，用户可通过OLED 屏直观地观察各个回路用电信息，用户也可通过手机APP 随时查看并控制家庭用电状态，实现远程监控及控制功能。
智能插座方案
-采取加密算法，保障通信过程的安全性。
五、合规性及合法性
1.确保产品符合国家相关电器安全标准和无线电管理规定。
2.遵守网络安全法律法规，保护用户数据安全。
3.获取必要的认证和许可，如CCC认证、无线电发射设备型号核准证等。
六、项目实施步骤
1.市场调研：分析用户需求，评估市场潜力，确立产品定位。
5.状态反馈：实时反馈电器工作状态，便于用户监控。
四、技术方案
1.硬件设计
-采用低功耗、高性能的微控制器作为核心处理单元。
-使用可靠的继电器作为开关控制元件。
-配置精确的电流传感器，以实现电流监测和安全保护功能。
-通过Wi-Fi或蓝牙等无线通信模块，实现与用户移动设备的连接。
2.软件设计
-开发跨平台的移动应用程序，提供直观的用户界面和流畅的操作体验。
2.产品遵循国家关于无线电管理的规定，取得无线电发射设备型号核准证。
3.产品符合我国网络安全法规定，保护用户信息安全。
六、项目实施
1.市场调研：深入了解用户需求，分析竞争对手，为产品研发提供方向。
2.研发阶段：完成硬件设计、软件开发、功能测试等工作。
3.生产阶段：选定合适的生产厂家，确保产品质量。
4.市场推广：通过网络、实体店等多渠道推广，提高产品知名度。
（4）采用无线通信模块，实现与手机APP的远程通信。
2.软件设计
（1）开发基于Androidபைடு நூலகம்iOS平台的手机APP，实现用户界面、控制指令发送等功能。
（2）设计智能插座固件，实现与手机APP的通信、控制指令解析、状态反馈等功能。
（3）采用加密算法，确保通信安全。
智能物联网插电板设计
智能物联网插电板设计随着智能家居的兴起，越来越多的家庭开始使用智能插座和插电板来实现远程控制和智能化管理。
智能物联网插电板作为智能家居的重要组成部分，具有远程控制、定时开关、能耗监测等功能，能够提升家居的舒适度和便利性。
在智能物联网插电板设计中，需要考虑安全性、稳定性、易用性等因素，以满足用户的需求和提升用户体验。
本文将从设计思路、功能特点、技术方案等方面对智能物联网插电板进行探讨。
一、设计思路智能物联网插电板的设计思路主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
在硬件设计方面，需要考虑插座结构、电路设计、材料选择等因素。
在软件设计方面，需要考虑远程控制、定时开关、能耗监测等功能的实现方式。
还需要考虑用户界面设计、用户体验等因素。
从硬件设计的角度来看，智能物联网插电板需要具备安全可靠、稳定耐用的特点。
对于插座结构来说，应该考虑插拔次数多、接触面积大、稳固性好的设计。
在电路设计方面，需要考虑过压保护、短路保护、漏电保护等安全性能。
在材料选择方面，应该选择耐高温、耐磨损、导电性能好的材料，以确保产品的稳定性和可靠性。
软件设计方面，智能物联网插电板需要具备远程控制、定时开关、能耗监测等功能。
远程控制功能可以通过手机App实现，用户可以随时随地对插电板进行远程控制。
定时开关功能可以根据用户的需求进行设定，比如在特定时间段自动开启或关闭插座。
能耗监测功能可以实时显示插座的能耗情况，帮助用户合理管理能源。
二、功能特点智能物联网插电板具有以下功能特点：1. 远程控制：用户可以通过手机App对插电板进行远程控制，实现随时随地的智能化管理。
2. 定时开关：用户可以根据自己的生活习惯和需求，设定定时开关功能，实现自动化操作。
3. 能耗监测：插电板可以实时显示能耗情况，帮助用户合理管理能源，节约用电。
4. 多端口设计：智能插电板可以设计多个插座，满足不同的用电需求。
5. 安全保护：智能插电板具备过压保护、短路保护、漏电保护等安全性能，保障用户用电安全。
智能物联网插电板设计
智能物联网插电板设计随着人工智能和物联网技术的不断发展，智能家居已成为人们日常生活中的一部分。
其中一个非常重要的设备就是插电板，其作为控制各种家电的枢纽起到了非常重要的作用。
本文旨在探讨智能物联网插电板的设计。
一、功能智能物联网插电板不仅能起到普通插座的应有作用，还能实现以下功能：1.智能远程控制智能插电板能通过连接到家庭网络，实现远程控制和监控，提高生活便利性和安全性。
无论你是在家中、在办公室，甚至在旅行时，只要拥有一台安装了APP的智能手机，就可以远程操纵家用电器。
2.定时开关通过智能插座的APP，用户可以将家电定时开关机，既省电又方便，比如可以设定晚上11点关掉家里所有的灯，早上6点自动开启。
3.智能联动智能插座可以和其他智能家居设备联动，实现更智能化的生活。
比如，智能插座可以接入智能门锁，在离家时自动关闭所有家用电器，出门时顺手锁门，不必担心家里电器或燃气的安全问题。
4.能耗统计智能插头还具有智能统计家电能耗的功能，在家庭中节省能源和减少浪费。
5.配合场景管理与智能家居方案相结合，可以通过家庭场景管理，以更方便的方式管理智能插头和其他智能家电。
二、设计1.外形设计智能插座的外形设计很重要，应与室内装修风格相协调，既轻质、易于悬挂，又可以作为消费品，使产品在传递技术先进性的基础上赢得市场。
2.功能设计智能插座需要具备稳定、快速的无线通讯能力，支持远程操作、实时控制、时序功能、场景调度等智能控制设备，支持从云端查询状态、数据、日志等功能。
3.制造及成本设计智能插座作为家庭智能化控制设备，应考虑材料及制造成本，以满足市场需求。
三、性能智能插座作为物联网设备之一，其性能应具有如下要求：1.联网设置便捷通信模块具有智能识别和自适应能力，支持2.4G/5G双频Wi-Fi通信，支持AP/STA工作模式，用户只需按要求输入简要信息即可进入联网状态。
2.工作稳定可靠智能插口可靠稳定，能承受常规电气条件下的电压、电流、短路等故障，内置过流保护、漏电保护、过热保护等。
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基于物联网的智能插座设计随着技术的发展和人类生活水平的提高，越来越多的人开始追求高科技和高质量的生活。
智能电子设备的发展给人类生活提供了很大的便利。
近年来，智能移动设备，智能家居设备，智能可穿戴设备发展迅速。
智能家居作为其中一个重要的方面，极大方便了人们对家庭电子设备和电气设备的管理和使用。
物联网是一个基于互联网、传统电信网等讯息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。
物联网通过互联网，将物体与物体之间建立通信连接。
智能家居建立在物联网基础之上，将家用电器和智能网关、个人电脑、手机等电子设备连接，以实现统一的和自动化的管理，为居民的生活提供便利。
家用电器作为普遍存在的家居设备，缺乏统一的智能化方案和接口，因此要实现家电总体的智能化绝非朝夕之功。
但插座作为家用电器连接电源必须使用的设备，若能实现智能化管理，则会在很大程度上借助对插座的管理实现对家电的智能化管理。
本文提出一种智能插座设计方案，实现了简单的功能设计，并进行了样机设计和测试。
在本文提出的硬件方案的基础上可以进行更加专用和更加复杂的功能设计和实现。
模块设计控制器控制器使用A VR ATmega16，它具有16K 字节的系统内可编程闪存，512 字节EEPROM，1K 字节片上内存，32个通用输入输出接口和寄存器，通用同步/异步串行接收/发送器（USART），10位精度的模数转换器，可通过编程配置外接晶体振荡器提供时钟信号。
通信模块无线通信使用WIFI 实现。
WIFI 对比蓝牙、ZigBee等其他无线通信方式，有较多的优点。
1.WIFI已经有着极其广泛的应用。
WIFI形成一种工业化的标准，目前市面上的智能手机、平板电脑和笔记本电脑、无线路由器等都支持WIFI通信。
很多家庭都有WIFI 设备。
可以说，WIFI 设备更容易被广大用户接受。
图1ATmega16引脚示意图2. 通信距离长，一个遵循IEEE802.11b 或IEEE802.11g标准的无线路由器在使用外置天线时可能有一个长达32m的室内传输距离，这比蓝牙等技术有明显的优势。
3.传输速度快，WIFI的传输速度相对蓝牙和ZigBee 要快很多——遵从IEEE802.11b 标准的可高达11Mbps，遵从IEEE802.11a 和IEEE802.11g 标准的可高达54Mbps。
4.WIFI芯片的价格便宜，有完善的标准、电器特性说明，和技术文档。
WIFI模块是实现了TCP/IP协议栈的WIFI解决方案。
在具体选择WIFI设备时，我们使用USR－WIFI232模块。
USR －WIFI232 是一款USART 接口的WIFI 模块（以下简称WIFI 模块），一端可以通过USART与单片机连接，接收单片机的指令，另一端可以通过WIFI 与其他无线终端或路由器直接连接。
通过简单的操作，可以在第一次连接的时候配置并保存网络信息。
此模块内置轻型TCP/IP协议栈（LWIP），它的运用实现了数据的透明传输和安全传输，使得系统其它功能的设计可以更加灵活。
USR－WIFI232模块支持通过串口和通过无线连接，进行参数配置。
1. 通过串口配置参数：WIFI232 模块的USART 与ATmega16 的USART 接口直接连接，可以通过WIFI模块设置的接口函数，由单片机发送AT命令直接修改WIFI 模块的各种参数。
2.通过无线连接配置参数：用户第一次与智能插座连接时，插座端以AP方式启动，用户可以通过带无线网卡的电脑或智能手机连接智能插座，并修改智能插座的串口配置和网络配置等配置参数。
电器工作状态检测模块由于本插座设计时的直接需求是机房的安全监测和远程控制家电设备的电源通断，因此暂时没有进行详细的功率检测方面的设计。
我们将电器的工作状态划分为运行和关闭两种状态。
在监测用电器工作状态功能的实现方案上，可选择较简单的光电原件传感的方式。
但我们设计用电流互感—电流采样—AD转换的方案，因为这种方案使我们的设备可以直接升级成为功能更强的、可以进行功率检测的智能插座，即可扩展性强。
当电器不在运行时，负载电流为接近零的微小值。
当电器运转时，负载电流为较大值。
我们设定最小工作电流阈值，当连续测得的电流，转换为有效值后小于此阈值时，可认为电流为零，电器处于关闭状态。
当测得电流大于此阈值时，可认为电流不为零，电器处于运行状态。
A Tmega16单片机自带具有10位精度的AD转换器（ADC），输入电压可测量的范围在0－Vcc内。
因此ATmega16单片机的片上ADC完全可以满足负载电流检测的需要。
此10位的ADC可将GND与参考电压Vref 之间的输入电压转换为2^10 个不同的数字量。
转换后得到的数字量范围在0 与2^10 － 1 之间。
当使用十位转换精度时，单片机片上ADC分辨率可计算如下：其中Vref 为ADC 参考电压取值。
例如，取参考电压为片内的2.56V基准电压时，根据公式（1）计算：设转换结果为Valueadc ，则输入电压in V 与adc Value 之间的转换关系由下式给出：至此，我们有以下结论：理想情况下，若电流互感器变比为1：n，则电流变比（初级线圈与次级线圈流过的电流之比）: :1 ps II n = ，当次级采样电阻取值s R 时，设备可检测到的最小阻性用电器功率阈值可估算为：具体应用之时，s R 的取值要满足电流互感器的额定二次负载要求，并且二次端不允许开路，否则会存在很大的安全隐患。
在实际情况下，由于电磁环境的干扰、ADC基准源的扰动、输入杂波的存在等原因，最小灵敏功率实际值必定比计算得到的min P 大。
在需要优化最小灵敏度的应用场合，可有以下改进思路：1. 使用更高精度ADC2. 对输入高频干扰进行滤波处理3. 改变互感器的变比考虑到本系统设计时的应用环境为机房电器和普通家电的监控，不会存在功率非常小的情况，因此为了最简化系统硬件规模，暂时不考虑这个问题，只做最简单的滤波和抗电磁干扰处理。
模块硬件设计如下：取合适变比的电流互感器，初级端直接接用电器电流回路，次级端接检测装置，通过电流互感器将前端用电器与后端检测装置隔离，起到安全耦合的作用。
将流过用电器的电流耦合到电流互感器次级线圈后取样和简单滤波，将取样电压连接到单片机的ADC。
在收到检测用电器工作状态的指令时，由ADC连续进行数次转换，以检测电流峰值；待数次转换全部完成之后，将ADC转换结果计算得到用电器工作状态，并将结果发送到WIFI 模块。
遥控开关模块遥控开关模块由连接在单片机上的电磁继电器实现。
电磁继电器控制信号来自单片机IO 接口。
控制信号为高电平时，电磁继电器内部的三极管饱和导通，继电器通电，磁接触点吸合，负载开路。
当控制信号为低电平时，内部的三极管截止，继电器磁力消失进而磁接触点断开，负载接入电源回路中。
根据继电器的型号不同，它的触电负载能力也不同。
试验中我们使用交流承载能力为250V，5A 的电磁继电器进行遥控开关功能的功能验证。
电源系统需要稳定的直流电供电：WIFI模块、电磁继电器和ATmega16单片机需要低电压（5V 左右）直流电源供电。
因为整个插座的耗电量较小，因此我们设计以下交流——直流电源转换电路。
此电路可将电源从交流220V市电转换成直流电，有着体积小、电压稳定的特点。
电路原理图如下图3 所示。
程序逻辑总体逻辑智能插座设备通过WIFI模块与家用智能终端连接：一方面，通过WIFI模块将传感数据送出到家用智能终端；另一方面，通过WIFI模块接收家用智能终端的控制信息。
AD 转换AD转换通过指令触发。
当单片机收到查询指令时，触发连续的AD转换，然后计算结果，并将得到的结果通过与单片机串口连接的WIFI 模块送出。
A Tmega16 单片机的ADC 输入接口与通用IO 接口PA0－PA7复用。
试验时我们选取（PA7）接口作为单通道AD 输入接口。
AD 初始化和运行程序流程如下：1.将选定的AD输入接口（PA7）设置为高阻态输入状态，并写ADMUX 寄存器，指定输入接口2. 设置基准电压3. 设置数据对齐方式4. 设置AD 转换频率5. 设置转换方式6. 开始AD 转换7. 得到AD 转换数据8.处理得到的数据，并根据公式计算得到用电器工作状态USARTWIFI模块与单片机通过USART连接并实现数据双向传输。
USART串口通信需要给主从原件设置相同的波特率。
其他细节在此不再赘述。
扩展接口A Tmega16 的多通道ADC 和较多IO 接口（包括SPI和TWI串行接口）使得我们在有其他需求时，可以继续添加其他传感设备。
对于输出量为模拟信号的传感器，可根据其输出电压幅度，将其输出电压处理和采样之后接到某空闲ADC通道输入接口，并进行AD转换；对于输出量为数字信号的传感器，可直接读取传感器输出的数字信号值。
功能测试本文主要考虑智能插座的功能设计与实现，但智能插座在部署使用时，一般需要作为智能家居网关的上位机同时协作，实现用户与智能插座的双向连接和数据交换。
因此，功能测试包括两方面内容：1.控制命令（如开启、关闭电源的命令）从用户处发出，经过智能家居网关送达到智能插座，并触发智能插座的响应；2.在收到查询命令（如用电器工作状态查询命令）时，ADC开启并完成转换，转换数据从智能插座出发，送达智能家居网关，智能家居网关对数据进行处理后，将结果返回给用户端的程序。
本文以A VR开发板，配置必要的外设，进行功能验证。
为调试方便，以安装Windows 操作系统的笔记本电脑作为智能家居网关（上位机），直接连接智能插座WIFI，并通过上位机的测试程序，向智能插座发送控制命令，同时接收智能插座传来的数据。
经实验验证，通信、控制电源通断、检测用电器工作状态的功能都可正常实现。
功能测试的结果证明本文方案具有可行性。
总结本文在物联网背景下，从现有不同厂家、不同标准智能家居终端无法统一管理，且传统家电难以实现智能化升级等几个问题入手，根据机房设备和家电工作状态监控需求，从硬件选型、关键模块设计、软件程序设计等几个方面入手，提出了一种智能插座的设计方案。
经过对原型设备的功能试验，验证了文中方案的可行性。
原型机的设计满足了基本的功能需求，并且具有良好的可扩展性：在本文提出的设计的基础上，可以扩展实现其他个性化、复杂化的功能，比如在此基础上添加一些传感器使之成为传感器网络节点，实现智能插座通过WIFI的互联与自组网，通过外接高精度ADC实现精确的用电器功率检测等。
本文主要讨论了智能插座的总体设计方案，未就某些细节进行讨论，如未讨论系统的节能控制方案，未考虑单片机模块通信失效情况的处理等，这是本方案的不足之处。
但是当要大规模推广、应用智能插座时，这些都将是必须考虑的问题，我们将其作为下一步的研究方向。