基于手机遥控的智能插座设计

基于手机遥控的智能插座设计

设计了一种基于手机遥控的智能插座。系统以单片机STC12C5608AD 为主控芯片，利用TC35 型号GSM 短信模块与手机连接，实现远程控制智能插座的开启和断开状态。文章详细描述了智能插座的软硬件构成和工作原理，并给出以TC35模块为通信核心的无线数据传输系统的设计方案。

关键词；手机遥控；智能插座；单片机；TC35；GSM

随着人民生活品质的提高，人们对于居住环境智能化要求越来越高，特别是互联网的技术快速发展以及手机的普及，智能插座正逐渐成为电源开关领域的主流产品，被广泛应用于家庭、办公室和公共场所。近年来，国内外许多学者对智能插座进行了大量研究，取得了一些成果[1-4]：主要研究集中在计量插座、定时插座、遥控插座等方面，这些智能插座，能够解决部分实际问题，但都存在各种缺陷。如计量插座能够直观反映出插座上的电器运行功率，电流，电压等信息，仅仅能够让用户知道电器的耗电情况，需要具备一定专业知识的用户才能根据测量结果分析电器是否耗电正常，才能及时发现电器异常，避免不正常耗电。定时插座能够控制用电器在特定时段工作，在一定程度上减少了空闲时段的能源浪费，但实际用电时段并非固定，情况一旦变化，需要重新进行设定，使用不方便。遥控插座需要配备专用遥控器，成本较高而且使用麻烦，难以得到用户接受等缺陷。随着我国手机通信网络覆盖越来越广泛和公民手机的大量普及，利用手机短信可实现远程控制功能的智能插座，作为更人性化方式，可为人们的生活带来极大的方便。文章所设计的智能插座基于STC12芯片，通过TC35GSM无线通信模块，实现手机短信方式远程控制插座的开启和断开，将普通电器设备连接在该插座上可方便地实现远程控制的目的。本设计方便了人们对插座的管理，提高了工作效率和生活质量。

1 智能插座的硬件设计

本设计是一种基于手机遥控的智能插座，利用手机对插座进行控制。当人们需要对办公室、实验室或家中的电器进行远程开启或断开时，可通过短信发送到GSM短信收发模块，由单片机控制读取短信数据信息数据，经处理后，单片机根据短信指令向智能插座发送相应指令，开启或断开插座。

本设计以STC12C5608AD单片机作为核心控制器，负责控制和协调各模块的工作，实现对智能插座的控制。单片机通过发送指令的方式实现对TC35 模块的初始化和短消息的接收发送等操作。

电源通断模块主要由继电器构成，它用于接收主控模块发出的插座的开启和断开指令，执行接通或切断插孔电源的操作。采用220V转5V、15V最大功率为2.5W的AC/DC为各模块供电。为了单片机和TC35正常使用，需要提供低压直流的电源。先将将交流电通过变压器（BingZi T70-B）将市电降压成15V交流电。然后通过整流器（DB107）将交流电变成直流电，利用L7805和L7815将

直流电压稳在5V和15V。由于TC35发短信和打电话需要较大的电流，所以用单一用单片机给TC35供电是不够的。由于TC35上有LM2576s稳压器，所以使用比5V大一些的电压供电是可以的。5V电压给单片机供电，15V电压给TC35供电，以保证插座可以正常工作。TC35 GSM模块完成智能插座与外部的信息交互，TC35 GSM模块是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块，可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务SMS。DS1302时钟芯片为智能插座提供精确时间。DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低消耗的时钟实时芯片。

2 智能插座的软件设计

智能插座的软件设计包括初始化程序、TC35发短信程序、TC35收短信程序等，图2所示为智能插座主程序流程图。TC35模块的初始化设置包括以下内容：设置短消息发送格式、设置短消息中心、设置短消息到达自动提示等，初始化设置后模块就可以接收从包括手机在内的各种通讯设备或者相关软件发送的短信，TC35 模块收到短信后会给单片机发送反馈信息使单片机对智能插座进行相应的开启和断开控制，同时也会给发送短信的通信设备回一条短信表示确认。

3 智能插座的性能检测

本系统具有时空和短信控制的功能，可以实现时间调整、定时操作、短信控制等：时间控制是使插座能实现定时开关，通过程序设计定义开启电源和断电的时间，短信控制主要是通过短信来开启和断开针对智能插座的性能检测主要有以下两个方面：（1）对电源模块的检测。在220V电压下加入负载，检测15V以及5V的电源直流输出情况。结果显示，在15和5V情况下，直流输出波形都很稳定。（2）对无线通信的检测。选一个20m的房间进行测试，一共进行8组测试，检测时间为30分钟，分别对100、200、300、400、500、600等数据包进行测试。检测结果显示，在30分钟内传送的数据有较高的成功率。通过多次测试可以看出，文章开发出的智能插座有如下特点：（1）便利性，人们使用手机对插座进行远程控制，轻松解决用电设备待机能耗问题；（2）实用性：系统具有自动断电功能，比较适合办公室和家庭使用；（3）节能型：电器不再处于长期待机的状态，因此可以有效延长电器的安全使用寿命，在不改变使用习惯的前提下真正做到了节能、方便，除去了安全隐患。

4 结束语

随着我国公民手机的大量普及，手机越来越发展为一个智能终端，通过手机控制各种家用电器也是智能家居发展的方向之一。本设计从安全、节省电能的角度出发，该设计采用STC12C5608AD型单片机作为控制芯片，以TC35作为人机通讯模块，通过GSM短信模式与手机通讯，达到通过远程控制插座的开启和断开。经实际试验证明，本设计试验效果良好，具有控制精度高、操作简单，使用方便，比普通插座效率更高、更加节能环保，能够为用户提供安全、实时、可靠的服务，也会产生节能减排的巨大社会和经济效益，契合低碳生活的发展趋势。可以预见利用手机智能控制插座的应用前景十分广泛。

参考文献

[1]姜钧严，郭艳玲，杨冬霞，等.基于ZigBee技术的温室温湿度检测系统[J]. 森林工程，2014，2：105-108.

[2]黃亮亮.基于ZigBee通信可供远程控制和节能研究[J].科技创新与应用，2014，31：59.

[3]徐磊，李滨.基于ZigBee的无线农田温度采集监测系统设计[J].森林工程，2013，03：79-82.

[4]李良连.智能化计算机节能插座[J].现代营销（创富信息版），2008，1：21.