基于单片机的智能插座的设计(含完整C程序和电路图)_毕业论文
基于WiFi的智能插座 毕业论文
摘要生活中插座的应用极其普遍，家用电器待机损耗，造成了电能的浪费。
此论文论述和分析了当今社会中插座的发展历史、现状，比较当前普通的插座的不足，提出新的设计方案和解决方法——基于WiFi的智能电源插座设计。
过去，插座只是普通的连接器件，如今转变成为了拥有独立操作系统的新型智能设备。
以往出门在外无法掌控家里的电器工作，如今可以通过手机APP 控制WiFi智能插座让家电独立完成工作，给生活带来了许多的便利。
关键词：WiFi；智能插座；远程控制AbstractThe use of socket in life is very common, household appliances standby loss, resulting in a waste of energy. This paper discusses and analyzes the development history and current status of the socket in today's society, and compares the disadvantages of the current common socket, and puts forward a new design scheme and solution. In the past, the socket is just a common connection device, and now it has changed into a new type of intelligent equipment with an independent operating system. In the past to go out home can not control the work of the home, and now can be controlled by mobile APP，WiFi smart socket to allow the appliance to complete the work independently, to bring a lot of convenience to life.Keywords：WiFi;Smart socket; Remote control目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 01.1 研究意义 01.2 发展趋势 01.3 本设计的市场前景 (1)第2章系统方案设计及分析 (2)2.1 智能WiFi插座的设计方案 (2)2.2 现阶段智能插座控制方式对比 (2)2.3 智能WiFi插座功能简介 (3)2.4 工作原理框图 (4)第3章智能WiFi插座硬件设计 (5)3.1 主控部分 (5)3.25V变压模块 (8)3.3 继电器模块 (10)第4章实物制作 (12)4.1 焊接前处理 (12)4.2 进行焊接 (12)4.3 后续处理 (12)第5章软件系统设计 (16)5.1 搭建编译环境 (16)5.2 下载OpenWRT源码 (18)5.3 配置OpenWRT源码 (19)5.4 代码修改 (20)5.5 编译固件 (22)5.6 固件写入开发板 (23)5.7 配置OpenWRT系统 (25)第6章手机端应用开发 (26)6.1Android系统简介 (26)6.2Android系统结构 (26)6.3Android APP流程图 (28)6.4Java SDK环境搭建 (29)6.5Android开发环境搭建 (29)6.6 建立Android项目 (30)6.7 编译Android程序 (31)第7章软硬件调试与实现 (32)7.1 硬件调试 (32)7.2 软件调试 (32)7.3 系统调试结论 (37)第8章总结和展望 (38)8.1 总结 (38)8.2 展望 (39)参考文献 (40)致谢...................................................... 错误!未定义书签。
基于STM32F103的智能插座系统设计
基于STM32F103的智能插座系统设计摘要本项目设计并实现了一种基于STM32F103的多功能智能插座，以智能插座为前端，再结合Zigbee技术进行无线收发，且具有定时开启和关闭以及过电流保护与断电保护的功能，可以有效降低现在家用电器的待机消耗。
而且用户还可以通过计算机或者手持设备远程登录智能家居管理系统对家庭用电设备进行信息查询和控制，为我们提供了很大的方便。
除此之外，该智能插座具有可靠性高、实用性强的特点，满足了智能家居的需要。
关键词STM32F103；智能插座；zigbee1 引言随着科学技术的迅猛发展，电子产品发展也越来越快。
但是与电子产品配套使用的插座的实用性还不是很强，比如说常用的电器插线板并不具备定时开启和关闭以及过电流保护与断电保护的功能，即非智能化。
这种现象给人们生活带来的影响是不容忽视的。
在平常生活中，因为电器插线板的非智能化往往给人们的生活或工作带来一些困扰。
比如：家中的水塔忘记抽水而造成生活的一时不便；临时离开家时电器设备处于待机状态；一些电器的定时时间过短，不便于定时使用等等。
这一类问题所造成的影响，往小方面考虑是给人们的生活带来不便，往大方面考虑是浪费了国家的电能。
因此，为解决这类问题，可以尝试研究出一种具有定时开启和关闭功能的智能插座，争取让以上类问题对人们和国家造成的影响降到最低[1]。
2 智能插座的功能设计智能插座为家庭智能用电的节点，用于实现对家用电器的电量测量、状态监控、过压过流保护以及定时开、关控制。
该节点通过Zigbee协议与家庭网关通信，实现家庭用电的智能化。
智能插座系统结构图如图1所示。
设计的智能插座的主要功能有：a.电能计量：可以对电能进行累计和复位。
b.保护功能：电压过高或过低以及电流过大时智能插座可以自动切断电源，保护家用电器的安全。
c.通信功能：采用Zigbee协议进行组网，实现各个节点与家庭网关通信。
d.遥控功能。
用户可以通过家庭网关对电器进行开关控制。
基于AVR单片机的智能插座的设计与实现
0 引言随着城市化进程的加快，智能家居越来越深刻的影响着我们的生活。
随着用电设备在日常生活中的大量应用，用电器的工作情况越来越成收到用户的关注。
以单片机技术为基础构成的电流及功率检测技术在用电器实时检测领域得到越来越多的应用。
本文设计并实现了一个基于AVR 单片机的智能插座,用于检测220V 用电器工作时的实时电流和功率。
智能插座由插座、AVR 单片机、ZMCT103B/C 电流互感器组成。
是一种高效，远程化，低成本的智能插座解决方案，具有一定的实用性。
1 系统结构基于AVR 单片机的智能插座，主要由AVR 单片机和ZMCT103B/C 电流互感器组成，同时搭配了OLED 屏幕进行显示。
系统的工作过程为：(1)ZMCT103B/C 电流互感器监测到的交流高压电流数据按照一定比例输出交变电流。
(2)将产生的交变电流传到1千欧的电阻中得到和电流相关的交变电压。
(3)交变电压由单片机ADC 转换接口传到AVR 主控芯片中。
(4)AVR 单片机检测出测量电压的最大值，经计算得到电流和功率。
(5)由OLED 屏幕显示计算得到的电流和功率。
本智能插座控制电路与高压电路隔离，在保证安全的基础上，实现了对220V 用电器的实时电流的准确检测。
其系统框图如图1所示，系统流程图如图2所示。
图1 系统结构框图 图2 系统流程图2 硬件电路2.1 主控制器电路系统主控制器选用AVR 芯片，AVR 单片机是1997年由ATMEL 公司研发出的增强型内置Flash 的RISC(Reduced In -struction Set CPU)精简指令集高速8位单片机。
可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。
ATMEGA328芯片拥有32k SRAM 和4M 的FLASH, 完全可以满足系统对数据处理和存储要求。
ATMEGA328芯片还提供了IIC，IIS，SPI, UART，ADC，PWM 等接口，可以方便的挂载传感器和各种外设。
基于STM32单片机的智能插座设计
系统的整体框图如图 1 所示，包括电压电流采样、 放大电路、电压电流比较电路、单片机处理及显示电 路 [1]。通过电压电流采样电路采集插座上的电压电 流数据并进行放大，然后送进单片机进行分析计算， 最后将用电器使用情况显示在 OLED 显示屏上，然后 通过按键操控整个系统。
2 硬件电路设计
Abstract：This system is based on STM32F103C8T6 microcontroller as the core，with voltage and current sampling，amplifying circuit，voltage and current buck circuit，voltage and current comparison circuit and other corresponding peripheral modules as the main circuit，forming an intelligent socket system.FFT algorithm is used in the single chip microcomputer to draw the collected voltage and current for analysis，so as to obtain the different spectrum characteristics of a single electrical appliance or a combination of multiple electrical appliances，so as to identify the use of various electrical appliances on the socket.
(完整版)基于单片机的多功能定时器毕业设计论文
目录1 引言 ........................................................................................................................2 概述 ........................................................................................................................2.1 定时开关电源插座系统概述...........................................................................2.2 本设计方案思路...............................................................................................2.3 研发方向和技术关键.......................................................................................2.4 主要技术指标...................................................................................................3 总体设计 ....................................................................................................................3.1 可控开关设计的选择.......................................................................................3.2 时钟信号的实现...............................................................................................3.3 译码方案的选取...............................................................................................4 硬件设计 (1)4.1 可控开关电路 (1)4.2 电平转换电路 (1)4.3 单片机系统电路 (1)4.4 显示电路 (1)5 软件设计 (1)5.1 总体方案 (1)5.2 主程序流图 (1)5.3 中断模块说明 (1)6 制作与调试 (1)6.1 硬件电路的布线与焊接 (1)6.2 调试 (2)6.3 改进与扩展 (2)7 结论 (2)致谢 (2)参考文献 (2)附录 (2)1.引言随着电子技术和电源技术的发展，开关电源以体积小、重量轻、功率密度大、集成度高、输出组合便利等优点而成为电子电路电源的首选。
基于单片机的简易智能插座设计
基于单片机的简易智能插座设计文章提出一种基于8位8051内核单片机的智能插座设计方案，以单片机STC89C51RC作为智能插座系统的主控芯片，将LCD1602作为人机交互介质，实时显示当前时间和目标时间，从而通过单片机对电磁继电器的控制实现了以弱电控制强电，自动导通或断开电路的目的。
标签：智能插座；STC89C51RC；单片机；LCD1602引言随着物联网技术的迅猛发展，智能家居正在逐渐步入寻常百姓的日常家庭生活之中。
智能家居系统在兼具传统普通家居的一些功能的同时也在逐步地让人们享受着作为智能家居所给生活带来的安全性、舒适性以及便利性，特别是自身所具有的节能环保的一些独特优势。
智能插座是智能家居构成系统中最基本同时也是必不可缺少的设备之一，它具有自主提前定时，自动通断电从而实现节能省电的特点，用户可以根据家庭实際需要随意提前设定智能插座的通电时间或断电时间从而满足自己的生活需要。
在本设计中选取基于8位8051内核的STC89C51RC 单片机作为主控芯片，以LCD1602作为人机交互的可视介质，实现了单组定时功能，并且可通过对继电器的控制达到自动导通或断开电路的目的。
1 系统硬件设计系统硬件电路共分为单片机最小系统模块、LCD1602显示模块、按键输入模块和继电器控制模块四个部分。
其中，单片机最小系统是整个系统的核心控制单元，负责协调和控制外围数字电路或模拟器件；LCD1602显示模块用来实时显示当前时间和目标时间；按键输入模块用来设定当前时间和目标时间；继电器控制模块是整个智能插座系统设计中最终的受控单元，相当于一个电路开关，用来实现导通或断开电路。
1.1 单片机最小系统模块单片机是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）的简称，就是把组成微型计算机的各个部件，比如中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、可编程存储器EPROM、并行及串行输入输出I/O接口电路、定时器/计数器、中断控制器等集成在一块半导体芯片上而构成的一个微型计算机系统[1]。
智能插座毕业设计
HC-SR501是建立在BISS0001红外热释电处理芯片上的自动控制模块，其使用LHI778型探头进行设计，具有高灵敏度，功耗低，可靠性强等特点。广泛应用于各类自动感应电气设备，且其是干电池供电的自动控制产品。
（5）继电器模块
本设计采用的是型号为SONGLE SRD-05VDC-SL-C的继电器，5V继电器是一种电子控制器件，具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），可用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。
目前智能排插的实现方法有机械式定时排插、基于单片机的定时器功能实现排插的智能定时、以及采用现成的智能芯片。机械式定时排插通过转动刻度盘，进行定时时间设置；而基于单片机的智能排插则是通过用单片机控制继电器的通断来控制排插的开关，即通过单片机编程实现智能定时；智能芯片排插则是通过芯片直接感应来实现智能通断电，从而达到消除待机功耗的目的；较为高级的当属无线控制智能排插，基于Wi-Fi通讯，பைடு நூலகம்要家中有无线路由器，排插就会自动寻找网路，用户只需输入上网密码即完成配置，通过智能手机在全球任何地点都可以控制。
软件设计使用keiluvision4，各个功能的选择菜单界面通过QC12864B液晶屏显示，配合按键实现多各个功能之间的选择与切换，使该系统能够有个友好的界面。根据需要实现的功能用C语言完成底层驱动和各子系统程序的编写和调试。使外接继电器可以按照一定的规律工作，即可以达到智能控制的目的，又在很大程度上起到节能的作用。
所以，本系统对家庭中普通的排插进行了更加智能化的设计，我们利用单片机对继电器的控制来达到控制排插通断的目的，并可以通过外设键盘对排插进行定时设置，使其可以按照我们的意愿定时通断，在定时功能的基础上，增加了人体感应模块。
智能插座的设计
设计提纲《智能插座的设计》论文概述一、文献综述1.前言该论文详细阐述了家电管家的概念、创新性、工作原理、设计方案、社会应用价值等。
家电管家是一个由手机APP加一个智能插座的科技产品。
手机上的APP通过蓝牙来连接智能插座，简单的操作APP按钮，实现对家用电器的智能化、安全化控制。
第一点：节能环保家用电器通常大多数时间处于待机状态，造成很大的电能浪费，据统计一个普通家庭的待机功耗相当于其一个月的用电量，这还仅仅是一个家庭。
相比之下智能插座不需要来回的插拔、不需要机械开关、就可以实现对家用电器电源的通断电，以达到节能环保的目的。
第二点：安全用电多次的插拔造成插座不牢固、接触不良、极易产生电弧（电弧的危害极大），自动控制插座孔的通断电可以省去插拔电源次数，降低了电弧产生的可能性，降低了因电弧发生火灾的概率，大大提高了插座的使用寿命。
将不使用的插孔及时的自动闭合，减少了电磁辐射对人们身体的损害，父母再也不用担心孩子乱触碰电源插座等造成的安全问题。
第三点：智能、方便可以通过手机APP来设定用电器工作时间，可以设定在何时去工作。
在APP中可以添加或减少控制任务，比如何时控制饮水机烧水、控制电饭煲做饭、控制手机、平板等移动设备的充电时间（省去插拔的麻烦）、控制WiFi的工作时间等等。
同时检测因不明原因造成的用电器断电，即时传送到手机上，及时提醒人们发现。
亦可以通过APP来搜寻、添加设备实现对多个插座的控制。
目录第一章引言................................................................................................................................ - 2 -1.1 设计背景...................................................................................................................... - 2 -1.2 总体设计概述.............................................................................................................. - 2 -1.3 文本结构...................................................................................................................... - 3 - 第二章电源设计方案................................................................................................................ - 3 -2.1 各种电源电路介绍...................................................................................................... - 3 -2.2 桥式整流电路的设计.................................................................................................. - 3 - 第三章控制电路设计方案...................................................................................................... - 4 -3.1 MCU的选择与应用....................................................................................................... - 4 -3.2 继电器的选择.............................................................................................................. - 5 -3.3 三极管驱动原理.......................................................................................................... - 5 -3.4 无线传输控制.............................................................................................................. - 6 - 第四章电路设计的问题及PCB设计要求.............................................................................. - 7 -4.1 如何最大限度的降低功耗.......................................................................................... - 7 -4.2 元器件的选择与承受功率问题.................................................................................. - 7 -4.3 PCB设计的要求与规则............................................................................................... - 7 -4.4 整体电路图.................................................................................................................. - 9 -4.5 PCB图：..................................................................................................................... - 10 - 第五章软件设计...................................................................................................................... - 11 -5.1设计概述..................................................................................................................... - 11 -5.2 使用到的MCU资源.................................................................................................... - 11 -5.3 定时程序.................................................................................................................... - 11 -5.4主程序及其算法......................................................................................................... - 12 - 第六章 APP的设计............................................................................................................... - 16 -6.1 APP的开发概述......................................................................................................... - 16 -6.2 应用程序.................................................................................................................... - 16 -6.3 程序库........................................................................................................................ - 16 -6.4 设计要求.................................................................................................................... - 16 - 第七章整体设计调试、外观设计.......................................................................................... - 18 -7.1 整体测试技术指标.................................................................................................... - 18 -7.2 外观整体设计............................................................................................................ - 18 - 结论 ......................................................................................................................................... - 19 - 参考文献：................................................................................................................................ - 20 - 附录B:实物、演示效果图....................................................................................................... - 21 -智能插座的设计作者1,作者 2,作者 3****1,2，***1，***1摘要:通过手机APP来控制智能插座、实现插座的通断电、定时、智能化控制；及时自动切断家用电器的电源解决待机功耗，达到节能的目的；免去插拔的麻烦、降低产生电弧的可能性、发生火灾的概率；定时智能化控制体现智能家居概念。