多功能智能插座的应用与设计材料.doc

课程设计报告 （嵌入式课程设计） 题　　目：　　　多功能智能插座设计　　　　　　　 　　　　　 　　　 学生姓名（学号）：　　　　 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　　　　 　　　 ? 　　　　　　　　　　 　　　　　 　　　 课程院（系）：　 　　 指导老师姓名：　　 职称/学位：　 指导老师所在单位：　 　　 完成时间：　 　　　　　年　 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 10 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