【正文】 時(shí)范圍，每天周而復(fù)始地控制用電器具的自動(dòng)開啟和關(guān)閉， 因?yàn)槭峭ㄟ^時(shí)鐘芯片來定時(shí)，所以更加準(zhǔn)確?？蛇_(dá)到適用于彩電、電腦、空調(diào)等用電領(lǐng)域的較高技術(shù)指標(biāo)與節(jié)電能力。 而目前智能插座的實(shí)現(xiàn)方法有機(jī)械式定時(shí)插座、基于單片機(jī)的定時(shí)器功能實(shí)現(xiàn)插座的智能定時(shí)、還有采用現(xiàn)成的智能芯片。因此智能可編程開關(guān)插座發(fā)展迅速，得到了很廣泛的應(yīng)用。它主要的特點(diǎn)是內(nèi)嵌 Zigbee 無線接收模塊，可以對它進(jìn)行無線遙控，智能控制一些家用電器，比如開關(guān)空調(diào)、開關(guān)電飯煲等，也可以與普通插座互換。它還具有消除待機(jī)能耗、智能化保護(hù)功能、避免電磁波輻射、有效防雷擊沖擊的特點(diǎn)。智能可編程開關(guān)插座則可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)可編程，通過編程 定時(shí)，自動(dòng)接通和斷開，給人 們生活帶來很大方便，得到了廣泛應(yīng)用。 因此，在本次設(shè)計(jì)中我們就要對家庭中普通的插座進(jìn)行更加智能化的設(shè)計(jì)，我們利用單片機(jī)對繼電器的控制來達(dá)到控制插座通斷的 目的，并可以通過外設(shè)鍵盤對插座進(jìn)行定時(shí)設(shè)置，使其可以按照我們的意愿定時(shí)通斷。據(jù)調(diào)查 ， 我國城市家庭的平均待機(jī)能耗 ， 相當(dāng)于每個(gè)家庭每天都在亮著一盞 15 瓦到 30 瓦的長明燈。 Socket。插座 。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于單片機(jī)的智能插座的設(shè)計(jì) [摘要 ]： 本文主要描述了一個(gè)定時(shí)插座的設(shè)計(jì)與制作。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題 目 基于單片機(jī)的智能插座的設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部 門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。定時(shí)插座可以彌補(bǔ)現(xiàn)實(shí)生活中普通插座功能的不足，能夠通過外設(shè)按鍵設(shè)置 兩組 開關(guān)定時(shí) 時(shí)段和 6組 倒計(jì)時(shí) 定時(shí) ，同時(shí)也能夠通過紅外遙控進(jìn)行無線控制，使外接電器可以按照一定規(guī)律工作，既可以達(dá)到智能控制的目的，又在很大程度上起到節(jié)能的作用。紅外 。 Infrared。據(jù)測算 ， 家電待機(jī)能耗占到中國家庭電力消耗的 10%以上。 在定時(shí)功能的基礎(chǔ)上，加上了測溫模塊、過載保護(hù)和防雷模塊。 目前市場上比較好的智能插座有小管家智能插座、科德牌智能插座、POLYHOME 智能插座、博聯(lián)智能插座等等。科德 TWL12 采用大屏液晶顯示，可以進(jìn)行定時(shí)設(shè)定 ，最小設(shè)定時(shí)間為 1分鐘，每天最多可設(shè)置 20組開與關(guān)，每周可設(shè)置 140 組。對于比較先進(jìn)的博聯(lián)智能插座，它是基于 WiFi通訊，可實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)通過智能手機(jī)隨心所欲的控制家中、辦公室的電器。 所以，智能插座會(huì)朝著微型化、低功耗、無線遙控、語音控制等更加智能數(shù)字化的方向發(fā)展，讓人們的生活更加便捷。機(jī)械式定時(shí)插座是通過轉(zhuǎn)動(dòng)刻度 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 3 頁 共 29 頁 盤，來設(shè)定定時(shí)時(shí)間，比如科德 TWA07 的 22小時(shí)倒時(shí)定時(shí)器；而基于單片機(jī)的智能插座是通過用單片機(jī)控制繼電器的通斷來控制插座的開關(guān)，即通過單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)智能定時(shí)；而采用智能芯片的節(jié)能插座是通過芯片直接感應(yīng)來實(shí)現(xiàn)智能通斷電，從而達(dá)到消除待機(jī)功耗的目的；還 有一種比較先進(jìn)的，基于 WiFi 通訊，只要家中有無線路由器，插座就會(huì)自動(dòng)尋找網(wǎng)路，用戶只需輸入上網(wǎng)密碼即完成配置，通過智能手機(jī)在全球任何地點(diǎn)都可以控制。而隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，對智能插座的承受功率不斷地增高完善，智能插座除了廣泛應(yīng)用于家用電器外，還會(huì)更多的應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域。同時(shí)還能通過紅外 遙控隨時(shí)控制插座的開關(guān)，從而達(dá)到方便、智能、節(jié)電的目的。若用數(shù)字電路完成，所設(shè)計(jì)的電路相對復(fù)雜，需要更多的數(shù)字集成塊，其功能也主要依賴于數(shù)字電路的各功能模塊的組合來實(shí)現(xiàn)，其精度也不如單片機(jī)和時(shí)鐘芯片配合的準(zhǔn)確，由于元件較多，焊接過程也會(huì)比較復(fù)雜，成本也高。 總體的硬件電路框圖如圖 所示： 圖 硬件電路框圖 主控制器 及最小系統(tǒng) STC89C52 是宏晶公司生產(chǎn)的 40 引腳雙列直插芯片， 單片機(jī)片內(nèi)集成 512 字節(jié)程序運(yùn)行空間 、 8K 字節(jié) Flash 存儲(chǔ)空間 支持最大 64K 外部存儲(chǔ)擴(kuò)展。 具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，即體積小、重量輕、單一電源、低功耗、功能強(qiáng)、價(jià)格低廉、運(yùn)算速度快、抗干擾能力STC89C52 7805 穩(wěn)壓電源模 塊 DS1302 計(jì)時(shí)模 塊 按鍵模塊 繼電器模塊 DS18b20 模塊 LCD 顯示模 塊 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 7 頁 共 29 頁 強(qiáng)、可靠性高等，所以特別適用于實(shí)時(shí)測控系統(tǒng)，應(yīng)用領(lǐng)域很廣，已成為傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造，各類產(chǎn)品跟新?lián)Q代，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能化的理想模型。對 P0 端口寫“ 1” 時(shí) ， 引腳用作 高阻抗輸入。 P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL 邏輯電平。 P3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL 邏輯電平。當(dāng)振蕩器工作時(shí) ， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。設(shè)計(jì)中的繼電器是比較耗電的器件，而且如果電量不足會(huì)使得繼電器無法工作，因?yàn)橥ㄟ^ 78L05 穩(wěn)壓芯片把 9V 電源穩(wěn)壓輸出5V 給單片機(jī)供電。如果能提供足夠的散熱片，它們就能夠提供大于 的輸出電流。 DS1302 是高性能時(shí)鐘芯片，具有以下特性： 實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可對秒、分、時(shí)、日、周、月、以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)； 用于高速數(shù)據(jù)暫存的 31*8RAM； 最少引腳的串行 I/O； 滿肚工作范圍； 時(shí)耗電小于 300nA； 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 11 頁 共 29 頁 用于時(shí)鐘或數(shù)據(jù)讀 /寫的單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送； 8引腳 DIP 或可選的用于表面的 8 引腳 SOIC 封裝 ； 簡單的 3線接口； TTL 兼容（ VCC=5V）； 可選的工業(yè)溫度范圍 40℃至 +85℃； 在 DS1202 基礎(chǔ)上增加的特點(diǎn)： —— 可選的慢速充電的能力； —— 用于主電源和備份電源的雙電源引腳； —— 備份電源引腳可用作電池或超容量電容器的輸入端； —— 附加的告訴暫存存儲(chǔ)器（ 7 字節(jié)）。 圖 ， 7引腳分別接在了單片機(jī)的 P0 P0 P07 口。它不進(jìn)省電，而且能夠顯示大量的信息，如文字、曲線、圖形、動(dòng)畫等，其功能比數(shù)碼管強(qiáng)大得多。在本系統(tǒng)中，主要是用于控制插座的開關(guān)狀態(tài)，通過單片機(jī) I/O 輸出信號控制繼電器的工作已否從而達(dá)到控制插座開關(guān)的目的。因?yàn)槊恳粋€(gè) DS1820 在出廠時(shí)已經(jīng)給定了唯一的序號，因此任意多個(gè) DS1820 可以存放在同一條單線總線上。DS1820 中還有用于貯存測得的溫度值的兩個(gè) 8 位存貯器 FAM 編號為 0 號和 1號。采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省一 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 15 頁 共 29 頁 根導(dǎo)線，但完成溫度測量的時(shí)間 較長 ， 采取外部供電方式則多用一根導(dǎo)線，但測量速度較快 。由于定時(shí) 設(shè)置是通過獨(dú)立式按鍵進(jìn)行設(shè)置的，程序在按鍵掃描部分相對重要。數(shù)據(jù)在 SCLK 的上升沿串行輸入。 DS1302 總共有 12個(gè)寄存器，其中的 7 個(gè)寄存器分別與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。如果它是零，禁止寫 DS1302，位 6為邏輯 0 指定時(shí)鐘日歷數(shù)據(jù)；邏輯 1指定 RAM 數(shù)據(jù)。 基本操作時(shí)序： 讀狀態(tài)：輸入： RS=L,RW=H,E=H 輸出： DO~D7=狀態(tài)字 寫狀態(tài)：輸入： RS=L,RW=L,D0~D7=指令碼 ,E=高脈沖 輸出：無 讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=H,RW=H,E=H 輸出： DO~D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù)：輸入： RS=H,RW=L,D0~D7=數(shù)據(jù) ,E=高脈沖 輸出：無 1602 顯示流程圖如圖 ： 圖 1602 顯示流程圖 開始 初始化 讀狀態(tài) 數(shù)據(jù)顯示 寫數(shù)據(jù) 讀數(shù)據(jù) 寫命令 返回 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 20 頁 共 29 頁 DS18B20顯示電路程序編寫 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫時(shí)序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。 在 使用這兩個(gè)軟件時(shí)，都遇到了一些問題，例如在使用 protues 進(jìn)行原理圖繪制的時(shí)候，有些器件很難找到，這就會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間，所以，最后在網(wǎng)上下載了一個(gè) protues 元件對照表，這個(gè)問題就得到了解決。分別設(shè)置“ target1”中的“ Target,output,debug”各項(xiàng)，使程序匯編后產(chǎn)生 HEX 文件。注意， C語言源文件的擴(kuò)展名應(yīng)該是“ .c”，它應(yīng)該與工程文件存儲(chǔ)在同一文件夾之內(nèi)。在快捷菜單中選擇“ Add File to Group ‘ Source Group 1’”，加入文件對話框被打開。如果不需要加入其它文件，單擊“ Close”按鈕可以關(guān)閉加入文件對話框。 (3) 編譯源程序，出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，返回上一級對錯(cuò)誤 更改后重新編譯，直到 沒有錯(cuò)誤為止。 而時(shí)鐘也沒有顯示，所以檢查 1302 是否有問題，檢查完才發(fā)現(xiàn) 1302 忘了接地。 首先是 LCD1602 顯示程序，通過編寫過的程序掌握了 1602 的顯示原理及其顯示過程用到的指令如 清屏，開關(guān)顯示等。有了這些流程后才能在編程過程中減少一些不必要的麻煩。因?yàn)榘存I處理這塊加入了大部分的設(shè)置功能，所以編寫過程比較費(fèi)力，通過反復(fù)調(diào)試，系統(tǒng)已經(jīng)可以達(dá)到預(yù)期的效果。 定時(shí)插座工作時(shí)紅色指示燈亮，不工作時(shí)指示燈不亮。同時(shí)， 可以給定時(shí)插座加上保護(hù)措施，如漏電保護(hù)開關(guān)等，達(dá)到安全的目的。定時(shí)插座已經(jīng)可以完成一天 24 小時(shí)內(nèi)的兩組定時(shí)開關(guān)設(shè)置和六組一小時(shí)內(nèi)的固定模式定時(shí)， 還可以通過溫度上下限的設(shè)置，控制繼電器稍的工作狀態(tài)。但是，在這過程中，我也發(fā)現(xiàn)了自己所學(xué)知識的不足，在今后仍需不斷努力學(xué)習(xí)。在此謹(jǐn)向他們表示衷心的感謝。一個(gè)電源插座的樣本模型已經(jīng)隨著所提出的框架被完成。 索引詞 —— 智能家居，家庭自動(dòng)化，電源插座，無線傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò) 。 在最近幾年，許多新的無線通信技術(shù)的快速發(fā)展導(dǎo)致了家庭自動(dòng)化設(shè)備的翻新。隨著現(xiàn)已新發(fā)布的無線傳感器網(wǎng)絡(luò) ZigBee標(biāo)準(zhǔn)，我們被賦予了更多的機(jī)會(huì)，建立無線控制和監(jiān)測的應(yīng)用程序，以至于可以保證低成本，低功耗，范圍廣和高可靠性 。 許多可以提供遠(yuǎn)程控制功能的電源插座產(chǎn)品在商業(yè)市場都有供應(yīng)。 ZigBee技術(shù)已被應(yīng)