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

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本文主要描述了一个定时插座的设计与制作。定时插座可以弥补现实生活
6 p2 f' R. H0 d, b  U中普通插座功能的不足，能够通过外设按键设置两组开关定时时段和6 组倒计时定时，
4 G2 T: X# `! @同时也能够通过红外遥控进行无线控制，使外接电器可以按照一定规律工作，既可以达
到智能控制的目的，又在很大程度上起到节能的作用。

; b7 K( |* N2 b. h随着社会科技的不断进步， 各式各样的电子产品已经慢慢融入到了我们的生
* k( B4 |# e+ {4 F) T活，这也就意味着我们需要更多的能源来维持我们的生活正常的进行， 但是，这
个社会是一个能源逐渐枯竭的社会，节约能源又成为了这个社会的主题。所以，
8 s& O% u- ]4 v% v$ c为了解决这样一对矛盾， 我们了解到， 越来越多的产品有了待机功能， 如电视机，
' ~- r" K, u) R: T, z7 S电脑，冰箱，空调等家用电器。据调查，我国城市家庭的平均待机能耗，相当于
每个家庭每天都在亮着一盏15 瓦到30 瓦的长明灯。据测算，家电待机能耗占到
- i( I. |; \$ t5 Y) M中国家庭电力消耗的10%以上。而正是由于这种长期的待机状态，使得插座的负
荷也越来越大， 带来了非常严重的安全隐患。除此之外， 也使得电器的寿命大大
2 S/ L9 _5 r6 K, b$ i1 R& p2 ?缩短。
7 Q& l: g1 U; k9 I/ K% a6 @/ a7 n/ `因此，在本次设计中我们就要对家庭中普通的插座进行更加智能化的设计，
+ i' h# E2 z1 ~: g9 }9 `2 O, }我们利用单片机对继电器的控制来达到控制插座通断的目的， 并可以通过外设键
5 G, s) w# K( Z+ i盘对插座进行定时设置， 使其可以按照我们的意愿定时通断。在定时功能的基础
# }. D8 k; V  A1 {9 i上，加上了测温模块、过载保护和防雷模块。
所以此次的设计具有以下意义：
1） 节约能源；
8 ?3 K4 p0 `3 |2） 消除安全隐患；
3） 延长家用电器的使用寿命；
: {: H* j; S! B" @4） 使人们的生活更加方便，简单。
$ Z2 R1 s1 \7 a/ E: s" ?: K  [1.2 课题研究的现状及发展趋势
现在市场上的220V移动式电源插座大部分功能单一，只能简单的实现电源
# B! Z/ g. m( C7 d/ L的通断，小部分可以实现定时， 但大都是机械式的， 而不能根据使用者的意愿编
程设定时间自动通断， 有时满足不了人们的需求。智能可编程开关插座则可以实
& E& u* J& x; _9 [: ?* l陕西理工学院毕业设计论文
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现定时可编程，通过编程定时，自动接通和断开，给人们生活带来很大方便，得
到了广泛应用。
目前市场上比较好的智能插座有小管家智能插座、科德牌智能插座、
. {. h1 g- c9 c9 S! l5 \POLYHOM智E能插座、博联智能插座等等。其中，小管家智能插座采用智能芯片
; b  l6 ]3 g4 F% z  q' x系统及其相关的程序控制软件对电器进行协调控制， 智能关机，将待机能耗降为
零，以达到安全节能的目的。它可以在电器遥控关机后自动切断电源， 遥控开机
. A3 h  t5 a! v: u时，能自动接通电源，从而达到安全、节电的效果。它还具有消除待机能耗、智
能化保护功能、避免电磁波辐射、有效防雷击冲击的特点。科德TW-L12采用大
  V4 \2 o0 o% ?& M屏液晶显示，可以进行定时设定，最小设定时间为1 分钟，每天最多可设置20
组开与关， 每周可设置140 组。并且具有模式功能， 随时可切换到长通或定时状
& d) [0 I* J' t: U; }% e: L. T态。而 POLYHOM智E能插座是北京博力恒昌科技有限公司生产的智能家居产品之
6 |$ h1 G  D. M8 Z9 ?& |一。它主要的特点是内嵌Zigbee 无线接收模块，可以对它进行无线遥控，智能
控制一些家用电器，比如开关空调、开关电饭煲等，也可以与普通插座互换。对
7 t9 u, {) t& U: w+ D( q$ K) x于比较先进的博联智能插座， 它是基于Wi-Fi 通讯，可实现任何时间、任何地点
0 r+ Z; O" p* Z/ \! c: d通过智能手机随心所欲的控制家中、办公室的电器。
随着单片机技术的不断发展， 智能插座的功能也在不断的更新。由于单片机
具有优异的性能性价比，集成度高、体积小、可靠性高，控制功能强，低电压、
低功耗等特点， 以及单片机控制电路技术的发展使智能插座具有定时准确、性能
稳定、携带方便等优点。因此智能可编程开关插座发展迅速， 得到了很广泛的应
用。所以，智能插座会朝着微型化、低功耗、无线遥控、语音控制等更加智能数
& B8 L7 @5 N: }字化的方向发展，让人们的生活更加便捷。再具体说，以后智能插座的发展，在
" J$ v( ?4 r: ]* T8 F7 t1 R" q1 O节能的基础上，质量要稳定，插座本身耗能要小，这是发展的必要趋势。同时可
加上其他一些功能，像USB接口，这样一来，手机， MP3等电器充电机会更加方
便；语音功能，让操作更加方便；也可加上温度测量显示功能，让这个插座实现
更多的功能，使得智能插座体积小但功能更强大，携带也更加方便。
- ~2 U1 ?* V) Z* O! K而目前智能插座的实现方法有机械式定时插座、基于单片机的定时器功能实
现插座的智能定时、还有采用现成的智能芯片。机械式定时插座是通过转动刻度
' _% ~9 h1 ]7 r盘，来设定定时时间， 比如科德TW-A07的22 小时倒时定时器； 而基于单片机的
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& F8 n+ H) j% f0 M- C. ]; i7 \9 x0 n第 3 页共29 页
智能插座是通过用单片机控制继电器的通断来控制插座的开关， 即通过单片机编
" ?' m; l; a) P2 L) Z7 S程实现智能定时； 而采用智能芯片的节能插座是通过芯片直接感应来实现智能通
* D  W1 p6 R5 E; z* H. O) q断电，从而达到消除待机功耗的目的；还有一种比较先进的，基于Wi-Fi 通讯，
  }0 G% ]; f  Z* L2 H9 C只要家中有无线路由器， 插座就会自动寻找网路， 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。
/ D: T( e% [3 k$ ?- F7 E2 I( U智能插座有效地解决了待机能耗的问题，从而提高终端用电设备的使用寿
命，促进我国节电降耗产品领域的发展。也消除了生活中的很多安全隐患。可达
到适用于彩电、电脑、空调等用电领域的较高技术指标与节电能力。而随着技术
% I: s: g  `6 v的不断发展， 对智能插座的承受功率不断地增高完善， 智能插座除了广泛应用于
家用电器外，还会更多的应用到工业领域。
1.3 本文主要研究内容
在本次设计中我们就要对家庭中普通的插座进行更加智能化的设计， 我们利
用单片机对继电器的控制来达到控制插座通断的目的， 并可以通过外设键盘和红
外遥控对插座进行定时设置和温度设置， 使其可以按照我们的意愿定时通断。在
定时定温功能的基础上，加上了过载保护和防雷模块。
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