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
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，
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。
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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
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，
# p% D$ g5 F- A2 J# p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，
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
# N  X/ J5 T" \8 ]7 e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
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 Q8 _+ _" O/ P8 {% @缩短。
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，
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
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；
! y1 e; @! V$ y9 {4 H2） 消除安全隐患；
3） 延长家用电器的使用寿命；
6 \9 h7 ?, l' I! z/ {' ]4） 使人们的生活更加方便，简单。
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
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
' w8 I, D+ i7 g- }8 N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
* u$ w/ D; t" c# t3 k$ c陕西理工学院毕业设计论文
' d& n, F- y2 V9 w) C第 2 页共29 页
7 ?# p5 U" ?, S* b4 q8 }2 S7 }' X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、
; D! k9 P' q9 S- o; i* S( f( _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
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
& ]( i# v( S9 K. R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
2 p' {1 ]% l$ u0 N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
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
  {4 S2 i* t2 Y( L. s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
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
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
$ I8 N1 N2 o6 W( V- f% k9 r+ N/ Z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
9 ~8 @! r6 ?; p% N7 p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
通过智能手机随心所欲的控制家中、办公室的电器。
  F+ \+ Z+ N$ |8 r. N1 p4 [4 C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、
7 S' q4 z: [9 ~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
3 Q" [8 w7 h8 e2 T9 c/ X0 A7 q8 h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
/ h+ U2 s4 \0 n* f: ?* ^; m: v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
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
& C  }1 V5 r% A/ \7 V6 h; U, F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
) P8 ^0 G4 y$ l* X0 X+ g" P* b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
/ V  X( s# A) E7 k9 \) _( e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。
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
( _3 g7 M+ f8 j! |$ N( O! @/ K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
! n  _; w" V7 U) n陕西理工学院毕业设计论文
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4 M3 s0 X1 Y7 v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
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
) X4 U& {6 |8 B/ B- m6 h' w' Y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，
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
# p4 A8 V- g* U; u配置，通过智能手机在全球任何地点都可以控制。
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
& `; h% y( E; T5 Q" ^. d6 V# }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
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
7 q  V0 f6 j+ i/ y. X家用电器外，还会更多的应用到工业领域。
1 n" @0 f: n6 u- c0 H% e8 r1.3 本文主要研究内容
$ w7 ]3 C5 e3 `, T6 {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
9 K  |# O0 F  S5 u$ d5 B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
( l6 ?' _; S# S/ g3 w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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