一种基于单片机系统控制的多功能插座

合集下载

基于STM32的智能插座设计

基于 STM32 的智能插座设计【摘要】智能插座主要应用于智能家居的大平台中，不知道大家有没有羡慕一些发达国家拍摄的科幻电影的那种超智能，超人性化的大别墅以前或许只是想象，但智能插座的设计让梦想照进了现实，智能插座的成功研发和投入使用，完美的解决了千家万户用电隐患的问题，把火灾几率降到了最低。

本文介绍了关于智能插座的软硬件设计开发，红外控制插座的闭合，红外控制插座定时功能，温度警报功能的实现原理。

【关键词】stm32 红外线控制定时开关1 引言华夏五千年，从前的我们很难想象现如今的社会会被一张“无形的大网”网住。

这张网，网住了我们的吃的、喝的、用的、娱乐的等所有方面。

有一种很有趣的现象，无论你是学生党，上班族，还是家里蹲，好像都会接触到两样东西。

第一个就是用电插座；第二个就是容易让人上头的现代的一种用于高速计算的电子设备。

两者相结合，在人类发达的智慧改造下，智能插座孕育而生。

从起源来讲，它就是用那种电子设备做出来的插座。

智能插座主要应用于智能家居的大平台中，不知道大家有没有羡慕一些发达国家拍摄的科幻电影的那种超智能，超人性化的大别墅以前或许只是想象，但智能插座的设计让梦想照进了现实，智能插座的成功研发和投入使用，完美的解决了千家万户用电隐患的问题，把火灾几率降到了最低。

本文介绍了关于智能插座的软硬件设计开发，红外控制插座的闭合，红外控制插座定时功能，温度警报功能的实现原理。

文章所运用的是STM32F103C8T6的单片机系统，负载一个红外控制接收器和遥控器，用于遥控器远程控制整个智能插座系统。

一个1路5V版本兼容3.3V带光耦隔离的继电器模块，用于控制插座的开关。

一个DS18B20的测温模块，一个高电平触发的有源蜂鸣器模块，两个模块可以实现负载电器运行出现高温时，实现高温报警的功能。

2智能插座的目前处境以及发展现状在互联网没有发展的时代，按照国际标准，传统的插座可以分为多种类型，其中既包括民用、工业用的插座，也包括防水、电源插座，还包括移动式、固定式等类型的插座。

基于单片机的智能插座的设计与实现

ＯｆｔｌｄｓＩｉｏａ．ｄｅｅｓｘｅｒａｉｆａｅｄｉｌｄｈｓｔｏｈｋｙ．ｌｔｔＭＣＵｒｓｏｎｅｓｆｐｏｅｓｉｇｔｅｎｓｔｔｃｔｅｔｎｌｎｒｒｓｇｎａｓａｎｔｅａｅｆｔｅｅｓＡｔａｓ．ｈｅｅｐｓａｔｅｒｒｃｓｎｈｉ－ｆｒａｉｎｔｏｎｒｌｔｅｏｏｍｔｏｃｔｏｈｐｗｅｒｓｏｕｐｐｙＩｃｙｔｅｓｃｋｔｅｉｅｓｖｉｅｇｙｍａｒｌｌｎｓｕｈｗａｈｏｅｒａｌａｎｇｅｎｒｓｔｙ．ｚＫｅｗｏｄｉｔｌｎｏｃｅ，ｅｒｓｖｎＰＩ２Ｆ５ｉｇｌｈｐｙｒｓ：ｅｌｇｅｔｓｋｔＥｎｇｙａｉｇ，Ｃ１６１ｓｎｅ－ｃｉｍｉｒｃｏｐｔｒＩｆａｒｎｉｃｏｍｕｅ，ｒｅｄｎ
ａｌｇｅａｐｌｇ．ｙｎｄｖｏｔａｓｍｉＢｄｅｅｃｉｇｈｃａｎｔｅｎｔｔｔｅｈｇｅｏｆｈｃｕｒｔｎｈｃｉｕｉｔａｓｌａｅｓｎｒｅｎｉｔｅｒｔｅｉｍｋｏｕｈｅｅｔｉａｌｏｎｕｐｉｃｉｙｔｔｅｌｃｒｃｓｍｔｃｏｎ
插座启动之后，主控制器通过电流检测模块和红外信号检测模块时刻监测用电器的使用状况以及外部指令，通过控制继电器模块的通断实现对电器电源开关的控制，达到及时开关电
源的目的。
通过发出红外信号使插座开启，检测待机一定时间后自动断开

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Arduino的智能插座设计_谭笑玥

用户身份认证通过集中的服务器平台认证用户身份；智能插座连接将 APP 和 Arduino UNO 的服务器连接，实现数据读取和控制；智能插座状态指示显示插座上每一路插孔的开关状态，点击该指示，可以进行状态转换，实现手动控制。为防止误操作，改变插座开关状态时，需要进行一次确认。定时控制功能可以设置每一路插座通断时间，实现计划供电。
4 设计总结
本设计只是实现了智能插座的基本功能。未来还要在小型化、集成化、稳定性等方面进行改进。同时，基于电力的网络连接、集中式的插座控制和状态和检测、用电量的大数据分析等功能也可以在此基础上实现。另外，系统信息安全保护也要充分考虑。
本文设计了一种以 Arduino UNO 为核心的智能插座，可以实现通过因特网使用手机 APP 对插座进行远程控制和状态监测，同时也具备与其它智能家居系统有机结合进行联动的能力。
2 智能插座的硬件系统
智能插座的硬件系统由处理器模块、以太网通信模块、Wi-Fi 通信模块、电源模块、电能传感模块
智能插座联网后，Arduino UNO 具备网络服务功能，可以通过 APP 直接读取继电器状态、电流电压数值等智能插座的各种状态信息，也可以向处理器发送控制指令。本次设计只设计了基于 Andriod 的 APP，采用 Eclipse 进行开发。
主要由用户身份认证、智能插座连接、智能插座状态指示、开关控制、定时控制等功能模块组成。
以太网模块采用 W5100 以太网模块。此模块是一款拥有多功能的单片网络接口芯片，内部集成有 10/100Mbps 以太网控制器。主要应用于高集成、高稳定、高性能和低成本的嵌入式系统中。使用 W5100 可以实现没有操作系统的 Internet 连接，可以与 IEEE802.310BASE-T 和 802.3u 100BASE-TX

基于单片机控制的定时插座解读

基于单片机控制的定时插座摘要本文设计了一款基于STC89C52RC单片机控制的光敏定时插座，它可以通过人为设定时间和光照强度的强弱，实现自动通电和断电功能，从而达到节能的目的。

硬件电路设计包括：单片机最小系统电路、电源稳压电路、1602液晶显示电路、独立式按键电路、温度控制电路、光敏电阻电路、继电器电路以及报警电路，设计原理主要利用DS1302时钟芯片和PCF8591芯片经A/D转换后在1602液晶上显示定时时间和光强大小，利用按键来选择工作模式和设定定时时间以及设定光照的阈值，当定时时间结束或光照强度小于设定光照阈值时，通过继电器的吸合作用来驱动插座的切断，红色发光二极管和蜂鸣器的状态来表示插座的工作状态。

软件程序的设计包括：1602液晶显示程序、DS1302定时程序、AD转换程序，按键处理程序、蜂鸣器报警程序，在本文的最后对设计了硬件和软件部分，并进行了调试和制作，基于单片机控制的定时插座系统具有电路简单，可靠性高，定时准确等特点，基本满足设计要求。

装关键词：STC89C52；光敏；定时；插座订线THE TIMING SOCKET BASED ON SINGLE-CHIPMICROCOMPUTERABSTRACTDesign a based on SCM STC89C52RC photosensitive regular outlet, by artificially setting time and the strength of the light intensity, it can achieve automatic power-on and power-off function, so as to achieve the purpose of energy saving. Hardware circuit design includes: the smallest single-chip system circuit, power regulator circuit, 1602 LCD circuit, an independent key circuit, temperature control circuit, the photoresistor circuit, the relay circuit and alarm circuit design principles mainly use the DS1302 clock chip and PCF8591 chip by A / D conversion timing in 1602 and two light levels, use keys to select the operating mode and set the timing and setting a threshold of light, when the time runs out or when the light intensity is less than the set light threshold,the state of the red light emitting diode and a buzzer to indicate the working status of the socket. Software design include: 1602 LCD procedures, DS1302 timer program, the AD conversion process, the key handler, the buzzer alarm program, at the end of this article on the final design of the hardware and software components in the design and commissioning and production , based on single-chip timing control socket system has a simple circuit, high reliability, and timing accuracy, basically meet the design requirements.Key words：STC89C52;photosensitive; Timing; Socket目录1 绪论 (1)１.１课题来源及意义 (1)１.２定时插座发展趋势 (1)2 定时插座系统设计 (2)２.１设计方案的选择 (2)２.２定时插座的工作过程 (3)3 定时插座的硬件电路设计 (4)３.１主控制器STC89C52RC (4)３.２定时插座的电源电路 (4)３.３DS1302时钟电路 (5)３.４DS18B20测温电路 (6)３.５光强检测电路 (6)３.６LCD1602显示电路 (7)３.７报警电路 (8)３.８继电器电路 (8)３.９总体硬件电路及其工作原理 (9)4 软件设计 (11)４.１DS1302计时程序的编写 (12)４.２A/D转换程序 (13)４.３DS18B20程序初始化 (14)４.４1602液晶显示程序 (16)5 系统制作及调试 (18)５.１硬件制作 (18)５.２系统调试 (18)５.３设计结果 (18)５.４设计中存在的不足及其改进 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录1 (22)附录2 (26)1绪论１.１课题来源及意义随着现代科学技术飞速发展，给电子产品市场带来了巨大市场机会和挑战，同时人们对电子产品的需求也越来越高。

基于单片机的智能插座设计毕业论文

基于单片机的智能插座设计毕业论文目录中文摘要i英文摘要ii前言iii1整体方案设计及选择12元件介绍221stc15f408ad单片机222ds1302时钟芯片323bt136晶闸管624光耦moc3022725电流互感器83硬件电路设计931显示模块设计932时钟模块设计1033按键模块设计1134电流检测模块设计1235晶闸管控制模块设计1336电源模块设计144软件设计1641主程序设计1642显示子程序设计1743时钟子程序设计1844按键子程序设计1945电流检测子程序设计205proteldxp电路板制作226系统调试2261硬件电路部分调试2362软件部分调试2363调试结果24结论25结束语26致谢28参考文献29附录1实物照片30附录2原理图31附录3pcb图32附录4源程序33附录5元器件清单38前言随着人们生活水平的提高生活节奏的加快传统的插座往往由于其功能过于单一而不能满足人们的需求
P1ASF5=1
P1.5作为模拟功能AD使用
P1ASF6=1
P1.6作为模拟功能AD使用
P1ASF7=1
P1.7作为模拟功能AD使用
2.2 DS1302
DS1302是美国DALLA公司推出的一种高性能、低功耗实时时钟芯片，附加31字节RAM，采用的是SPI三线接口和CPU进行同步的通信，而且还可采用突发方式一次性传送多个字节的时钟信号或RAM数据。实时时钟可以提供秒、分、时、日、星期、年
STC15系列单片机的A/D转换口在P1口(P1.7-P1.0)，有8路10位高速A/D转换器，速度可达到300KHz(30万次/秒)。8路电压输入型A/D，可做温度检测、电池电压检测、按键扫描、频谱检测等。上电复位后P1口为弱上拉型I/O口，可以通过软件设置将8路中的任何一路设置为A/D转换，不需作为A/D使用的P1口可继续作为I/O口使用。需作为A/D使用的口需先将P1ASF特殊功能寄存器中的相应位置为‘1’，将相应的口设置为模拟功能。

多功能智能插排系统简介

多功能智能插排摘要该多功能智能插排系统由检测部分、控制部分、显示部分以及执行部分组成，控制部分由STC89C51单片机，键盘电路，继电器，报警电路等部分组成，显示部分由1602液晶显示器组成，检测部分由18B20温度传感器，光传感器模块等组成，获得室内环境的温度和光强，传送给STC89C51单片机控制部分。

其主要功能有三：1：根据输入的时间定时控制插座的通断；2：根据室内温度值高低自动控制插座通断；3：根据室内光的强度自动控制插座的通断；使用者可以根据控制终端的液晶显示、报警、以及实际情况通过系统良好的人机交互能力键盘输入来实现自己想要的功能。

0 引言随着家用电器、视听产品的普及，办公自动化的广泛应用，越来越多的产品有了待机功能，造成了安全防患和大量的能源浪费。

插排作为各种电器的与电网的连接部件，同时作为物联网基础设施的一部分，其承担的任务将变得越来越重大，然而现今插排由于其功能的单一性，很难满足发展的要求。

经研究调查，对用电器的用电方式归纳如表１所示：表1用电器用电方式用电器种类用电方式归纳功能需求洗衣机、空调、路灯定时接通电源定时接通等普通空调、路灯、风扇等根据环境自动通断电源自动接通电饭锅、电磁炉等定时接通电源定时接通本文设计的智能插排实现了定时接通和自动接通的功能，满足上表中用电方式的需求，旨在利用智能插排控制家用电器实现对环境的监控以及自动控制，调节室内的温度和光源，提供一个舒适适宜的居住环境，定时控制电源的通断，满足人们对电器更加人性化和智能化的需求。

本文所设计的系统结合了传感器技术，单片机控制,1602液晶显示，继电器的使用等多种技术，经过相应的改善与改造后，可以有效的根据室内的温度光强等环境因素的改变，及时的通过控制终端来加以控制调整，同时其具有很好的可移植性和稳定性，可以应用于多种场所，具有很重要的现实意义。

目录第一章系统功能1.1 、系统功能描述1.2、功能指标第二章系统总体设计方案2.1、硬件框架图2.2、主芯片控制模块2.3、1602液晶显示电路2.4、键盘电路2.5、18B20温度采集电路2.6、光照强度检测电路2.7、继电器控制电路第三章软件设计3.1 、系统软件流程图3.2 、温度检测模块3.3 、光强度检测模块3.4 、键盘编程第四章系统测试第五章结论第六章附录6.1、器件清单6.2、系统整体电路图6.3、系统实际真实图片6.4、程序代码第一章系统功能1.1 系统功能描述1）键盘键入插座通断时间，定时通断插排思路来源：如今很多农村家庭及中产阶级家庭，尤其在冬天，早上想多睡一会儿，但又不得不起床煮饭，使用此系统可以在隔天晚上准备好一切，然后键入第二天早上想要煮饭的时间，到时即可自动通电煮饭，起床就可以吃到热乎乎的米饭了。

基于PIC单片机的空调节能插座

-44-/2012.03/基于PIC单片机的空调节能插座扬州大学物理科学与技术学院杨义军　王　斌【摘要】目前空调的使用量日益增加，在公共建筑单位及家庭中空调温度设定值过低或者过高造成了电能的大量浪费。

基于此设计了一种基于PIC16F685单片机的空调专用智能插座，当室内环境温度超出设定的温度值范围时，蜂鸣器发出提示信号或者自动切断电源。

经实际测试表明该系统具有很好的控制效果。

【关键词】节能；PIC16F685；TOP221；温度监控1.引言《国务院办公厅关于严格执行公共建筑空调温度控制标准的通知》（国办发〔2007〕42号）中规定：所有公共建筑内的单位，包括国家机关、社会团体、企事业组织和个体工商户，除医院等特殊单位以及在生产工艺上对温度有特定要求并经批准的用户之外，夏季室内空调温度设置不得低于26摄氏度，冬季室内空调温度设置不得高于20摄氏度。

目前，室内空调温度设置超出上述范围的情况相当普遍，而现有的插座普遍不具备温度检测、智能通断电功能，无法判断室内温度是否在规定的范围内，不能在室内温度超出规定时进行提示，造成了电能的极大浪费。

基于此本文设计了一种可以监控室内温度并提示或者自动切断电源的插座，可以很好地解决这个问题。

2.系统整体结构如图1智能插座系统框图所示，本设计包括以单片机PIC12F685为核心的控制电路，空调电流检测电路，继电器电路，温度测量显示电路，蜂鸣器指示灯电路和为整体电路提供工作电源的直流稳压电源电路。

本设计中，当室内温度低于20摄氏度或者高于26摄氏度时，自动接通空调电源，允许空调运行。

当室内温度在20至26摄氏度之间时，若空调不处于运行状态则自动断开空调电源，最大限度地节省待机功耗；若空调正在运行，则蜂鸣器发出信号，提醒工作人员温度超出规定范围，需要调整，从而达到节约电能的目的。

2.1 空调电流检测电路如图2所示，空调工作电流检测电路中的电流互感器的源端接交流输入电压的两端，空调工作电流检测电路的信号输出端接单片机PIC12F685的采样输入端RA0。

基于单片机的智能插座设计

基于单片机的智能插座设计智能家居是近年来越来越受欢迎的概念，让我们的生活更加便利舒适。

其中，智能插座是一个非常实用的设备，它可以通过手机App远程控制插入其中的电器，也可以根据设定的时间、温度等条件自动开关电器，为用户带来极大的便利。

本文将介绍基于单片机的智能插座设计。

一、设计步骤1.硬件设计基于单片机的智能插座主要由单片机模块、电源模块、继电器模块、电压检测模块等组成。

其中，单片机模块使用的是STC12系列单片机，电压检测模块采用基于偏置电压和二极管进行电压采样的方案，继电器模块采用杨敏电感式继电器。

整个电路图如下所示。

2.软件设计软件部分主要由单片机程序和手机App两个部分组成。

单片机程序主要负责采集电压信号，控制继电器开关，并与手机App进行通信。

手机App主要负责远程控制智能插座、设置定时开关等功能。

单片机程序采用C语言编写，手机App采用Android Studio进行开发。

二、设计特点1.电压测量精度高采用偏置电压和二极管进行电压采样的方案，具有较高的稳定性和精度，实时测量电器的电压值，确保智能插座的安全性和稳定性。

2.继电器响应速度快采用杨敏电感式继电器，其响应速度快、寿命长、功耗低，能够有效减少电器开关时的电磁干扰和电流峰值。

3.界面友好、操作简单手机App界面采用简洁明了的设计，支持远程控制、定时开关、电器状态查询等功能，满足用户的各种需求。

三、设计应用基于单片机的智能插座广泛应用于家庭、办公室、商店等场合。

通过手机App，用户可以随时随地遥控电器开关，不再需要手动操作插座开关，方便快捷。

同时，用户还可以设置定时开关功能，让电器按照设定的时间自动启动或关闭，从而节省能源，保护环境。

四、设计展望当前智能家居市场正在迅速发展，未来智能插座将会继续发挥重要作用，不仅支持更多的电器类型，而且还将拥有更多的功能和适配更广泛的场景。

如支持语音控制、手势控制、人体感应等新型技术，以及集成AI智能、物联网等领域的发展趋势，为用户提供更加便捷、安全、智能的生活体验。

基于ESP32智能模块化插座的设计

信息通信INFORMATION & COMMUNICATIONS2020年第04期(总第208期)2020(Sum. No 208)基于ESP32智能模块化插座的设计张世坤，黎思如，李文华,梁琪琪,谭呈祥(广西民族师范学院数学与计算机科学学院，广西崇左532200)摘要:文章使用Esp32作为联网以及控制模块，设计出了一个智能插座，插座可以通过ina219模块跟温度传感器模块检测系统的电压、电流、功率、线路温度，并显示到oled_h 面，当检测到电压、电流、功率、线路温度超出阈值后,Esp32会断开插座的电源。

用Blinker 软件对插座进行控制，包括开关，定时，倒计时，以及显示开关状态、电压、电流、功耗以及运行时间。

关键词：esp32单品机;oled ；ina219；继电器;blinker 软件中图分类号:TM503.5文献标识码:A 文章编号:1673-1131(2020)04-0085-020前言近年来，智能设备发展迅速，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。

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。

本文提出基于ESP32的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,并在此硬件设计方案的基础上进行更加专用、更加复杂的功能设计和实现。

1插座设计方案ESP32将天线开关、RF balun 、功率放大器、接收低噪声放大器、滤波器、电源管理模块等功能集于一体。

ESP32只需极少的外围器件，即可实现强大的处理性能、可靠的安全性能，和Wi-Fi &蓝牙功能。

利用ESP32强大功能，设计智能插座，其设计方案如图1 所示,当插座接通电源时，单片机开始检测系统的电流、电压、功率、温度,当系统状态正常时,ESp32将采集到的电流、电压、功率显示在oled 上,并连接网络,这时我们就可以通过App 控制开关，如果系统异常,esp32则会断开系统的电源，并通过app 发送警告给手机，这时候必须手动打开插座才能让插座继续工作。

基于STM32的多功能智能插座硬件设计

基于STM32的多功能智能插座硬件设计摘要：本文结合当前市场智能家电的应用考虑和当下智能家居中智能插座的发展近况，设计了基于一种侵入式的智能插座工作状态的监测系统。

针对市场上现有的智能或非智能的插座功能单一，没有保护功能和安全事故预防功能，不能对电器非正常状况进行监测与断电控制，无法满足用户对用电安全需求，以及其无线通信方式给家庭环境带来布线和信号辐射的问题，本文提出一种基于电力载波通信的多功能智能插座设计方案。

1.前言该智能插座采用低功耗单片机STM32系列为控制核心、集成了电力线载波、电能计量、继电器等模块，具有电能计量、过流保护、电器状态监控、蜂鸣报警、摄像监看和充电保护等功能。

采用电力载波通信技术，通过电力线传输数据，克服了无线传输信号衰减严重以及信号辐射的问题，同时不需要布设专用的传输线路，具有结构简单、通信距离较远、抗干扰能力强等特点。

以多功能的智能插座作为系统监测设备，并将电器状态监测算法嵌入核心控制器中，无需将电器数据传输至终端进行处理，使电器状态监测系统结构更加简单，确保了系统的实时性，同时使家用电器可监测、可控制，满足了用户对多功能的需求，保证了用电安全，实现了传统家电的智能化和信息化，在智能家居中具有广阔的应用前景。

2.系统整体设计基于载波通信的多功能智能插座系统结构图如图1所示，本设计以配备全速USB3.0接口，具有设备充电检测功能的STML32作为核心控制器，实现USB充电及保护功能，可连接免驱USB摄像头实现摄像监看功能；配合外部24位高精度电能计量芯片实现对电压、电流、频率、有用功、无用功等计量信息的检测并用于电能计量和电器状态监控；为确保安全，隔离强电，数据经由光电耦合传输至单片机；扩充EEPROM用于存储智能插座中需要存储的电器电量历史数据，用于实时电量统计，还可以用于电器状态监测算法的数据存储与计算；通信模块完成智能插座与外部设备的信息交互；开关驱动和继电器完成对用户电器供电和断电的控制；蜂鸣器用于异常情况的警报；可恢复过流保护器安置在插座电力入口处，保护插座；设计过流保护电路直接控制继电器，当电器出现非正常工作状态比如过流时，可及时断电，保护电器。

基于51单片机自动断电插座的设计

理之后实现当外部用电器不工作的时候控制继电器切断插座和电源之间的连接，以此来实现节约电能
的目的．在搭建的实物上进行了系统的测试，测试结果表明：当外部用电器关断之后，插座的插孔通过继
电器和外部的２２０Ｖ交流电断开，从而达到了负载关闭之后电能损耗为零的目的．关键词：单片机；数据采集；信号处理；电源模块；节能
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｕｒｓｔｕｄｙｉｓｔｏａｄｄｒｅｓｓｅｌｅｃｔｒｉｃｌａｓｏｃｋｅｔ ’ Ｓｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｔｔｕｎ・ｒｏｆｆ．Ａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｔｕｎ— ｒｏｆｓｏｃｋｅｔｂａｓｅｄｏｎｓｉｎｇｌｅ — ｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ５１ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｓｉｎ－ｇｌｅ — ｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ５１ｉｓａｐｐｌｉｅｄａｓｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｐ．Ｓｉｇｎａｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｉｎｍｏｎｉｔｏｉｎｒｇ
中图分类号：ＴＰ２３文献标志码：Ａ
ＴｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒ－ｏｆｆＳｏｃｋｅｔＢａｓｅｄｏｎ

基于Arduino UNO的智能插座设计

基于Arduino UNO的智能插座设计作者：谭笑玥张鹏飞来源：《电子技术与软件工程》2016年第19期摘要智能插座是智能家居的重要组成部分。

设计的智能插座以Arduino UNO为核心，由处理器模块、以太网通信模块、Wi-Fi通信模块、电源模块、电能传感模块、继电器模块等组成，可使用手机APP进行远程开关控制，实现即时控制、定时控制、过流过压控制等功能。

【关键词】智能插座 Arduino UNO 远程控制1 概述智能插座是智能家居的重要组成部分，在完成插座的分配单路或者多路电源的基本功能的基础上，还具有智能化的特点。

本文设计了一种以Arduino UNO为核心的智能插座，可以实现通过因特网使用手机APP 对插座进行远程控制和状态监测，同时也具备与其它智能家居系统有机结合进行联动的能力。

2 智能插座的硬件系统智能插座的硬件系统由处理器模块、以太网通信模块、Wi-Fi通信模块、电源模块、电能传感模块、继电器模块等组成，如图1所示。

2.1 处理器模块本智能插座使用以Arduino UNO单片机组件为核心的处理器模块。

处理器采用ATmega328处理器，拥有14路的I/O口，其中6路为mini输入接口，另外6路用于PWM输出。

Arduino UNO有一个16MHz的晶振和一个用来复位的按键，提供一个电源插孔和一个USB接口，另外还有一个ICSP header。

Arduino UNO 可以通过不同的的传感器对环境感知测量，电路板上的微控制器能够通过编程写入程序，以二进制的形式烧写到单片机的微控制器中。

基于Arduino 单片机来设计的设备可以只采用Arduino 单片机一种独立模块，当然也可以搭配一些其他的在电脑上运行的软件。

2.2 以太网模块以太网模块采用W5100以太网模块。

此模块是一款拥有多功能的单片网络接口芯片，内部集成有 10/100Mbps 以太网控制器。

主要应用于高集成、高稳定、高性能和低成本的嵌入式系统中。

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）。

基于51单片机的定时插座设计

基于51单片机的定时插座设计张强;张南庆;刘晓宇;曲祥君【摘要】针对传统插座功能单一、无法定时等缺点,提出了一种基于51单片机的定时插座设计方案.采用DS2302作为独立的时钟模块,为系统提供精确的时钟信号;采用多个按键构成输入模块,以实现定时时间和实时时钟的手动输入;利用LM016L 构成显示模块,使系统的数据显示和人机交互更为直观.最后,在Proteus软件中进行仿真实验,验证了所述定时插座系统的各项功能.【期刊名称】《遵义师范学院学报》【年(卷),期】2019(021)004【总页数】6页(P105-109,114)【关键词】单片机;DS1302;LM016L;定时插座【作者】张强;张南庆;刘晓宇;曲祥君【作者单位】遵义师范学院工学院,贵州遵义 563006;遵义师范学院工学院,贵州遵义 563006;遵义师范学院工学院,贵州遵义 563006;遵义师范学院工学院,贵州遵义 563006【正文语种】中文【中图分类】TP368插座作为一种线缆的连接器件，广泛应用于日常生活中。

但是随着科技的发展和社会的进步，传统的插座已经无法满足人们的使用需求，具有时钟显示、定时控制、记忆和学习等功能的新型插座开始逐渐产生与发展[1-8]。

51系列单片机是目前应用最为广泛的一类微处理器，它以强大的功能和低廉的价格，受到广大电子爱好者的青睐。

本文以51单片机为主控芯片，设计了一套定时插座的控制系统，并进行了仿真分析和验证。

相比现有的定时插座而言，该方案具有定时精确、周期定时、造价低廉、功能易于扩充等优点。

1 定时插座的发展现状目前，市面上的定时插座主要有机械式和电子式两大类。

其中，机械式主要是利用发条的原理来进行定时，这类定时插座的造价低廉、定时连续可调，但定时误差大、功能单一、操作麻烦，尤其只能进行单次定时。

比较而言，电子式定时插座主要是基于电子时控技术来进行定时，例如利用一些时钟电路或者延时电路等。

这类定时插座的特点是功能多样、定时精准，但缺点是价格昂贵。