【正文】 的安全隱患。 所以此次的設(shè)計(jì)具有以下意義： 1） 節(jié)約能源； 2） 消除安全隱患； 3） 延長(zhǎng)家用電器的使用壽命； 4） 使人們的生活更加方便，簡(jiǎn)單。其中，小管家智能插座采用智能芯片系統(tǒng)及其相關(guān)的程序控制軟件對(duì)電器進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，智能關(guān)機(jī)，將待機(jī)能耗降為零，以達(dá)到安全節(jié)能的目的。并且具有模式功能，隨時(shí)可切換到長(zhǎng)通或定時(shí)狀態(tài)。 隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能插座的功能也在不斷的更新。再具體說，以后智能插座的發(fā)展，在節(jié)能的基礎(chǔ)上，質(zhì)量要穩(wěn)定，插座本身耗能要小，這是發(fā)展的必要趨勢(shì)。 智能插座有效地解決了待機(jī)能耗的問題，從而提高終端用電設(shè)備的使用壽命，促進(jìn)我國節(jié)電降耗產(chǎn)品領(lǐng)域的發(fā)展。 本文主要研究?jī)?nèi)容 在本次設(shè)計(jì)中我們就 要對(duì)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(duì)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 和紅外遙控 對(duì)插座進(jìn)行定時(shí)設(shè)置 和溫度設(shè)置 ，使其可以按照我們的意愿定時(shí)通斷。其系統(tǒng)框圖如圖 所示： 圖 基于單片機(jī)的智能插座框圖 方案二： 設(shè)計(jì)一個(gè)定時(shí)開關(guān)，通過撥碼開關(guān)預(yù)置一個(gè)時(shí)間，再通過計(jì)數(shù)器倒計(jì)時(shí)方式進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一個(gè)時(shí)間時(shí)，發(fā)出一個(gè)信號(hào)，進(jìn)而來控制電器的工作。而單片機(jī)控制更加靈活，功能更加強(qiáng)大，可編程性也更高，因?yàn)橛脝纹瑱C(jī)主要是軟件編程來完成，那么就降低了硬件電路的復(fù)雜性，而且其成本也相對(duì)降低。根據(jù)不同的運(yùn)行速度和功耗的要求 ,時(shí)鐘頻率可以設(shè)置在 033M 之間。 其內(nèi)部包含以下功能部件： 位 CPU； ； 字節(jié)的程序存儲(chǔ)器 EPROM。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) ， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。對(duì) P1 端口寫“ 1”時(shí) ， 內(nèi)部上拉電阻把端口拉高 ， 此時(shí)可以作為輸入口使用。對(duì) P2 端口寫“ 1”時(shí) ， 內(nèi)部上拉電阻把端口拉高 ， 此時(shí)可以作為輸入口使用。對(duì) P3 端口寫“ 1”時(shí) ， 內(nèi)部上拉電阻把端口拉高 ， 此時(shí)可以作為輸入口使用。 單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 所示： 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)仿真圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 9 頁 共 29 頁 最小系統(tǒng)中包括晶振電路和復(fù)位電 路，其中復(fù)位電路采用手動(dòng)按鍵復(fù)位，來應(yīng)對(duì)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中發(fā)生程序跑飛的情況。 78LXX 系列是三端正電源穩(wěn)壓電路，封裝形式為 TO220。當(dāng)接入適當(dāng)?shù)耐獠科骷缶湍塬@得各種不同的電壓和電流。 圖 DS1302 的芯片引腳圖。備用電池采用了 3v的紐扣電池。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 13 頁 共 29 頁 LCD1602 液晶顯示模塊可同時(shí)顯示 16*2 即 32 個(gè)字符，內(nèi)部含有的字符發(fā)生存儲(chǔ)器里面 存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，包括阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)和日文的片假名等，每個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大小寫英文字母的 A 的代碼是 01000001B（ 41H），顯示模塊在顯示 A時(shí)就把地址 41H中的點(diǎn)陣字符圖像顯示出來，我們就能看到屏幕顯示字母 A 了。 溫度采集模塊 DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單、體積小、低功耗、高精度、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)的數(shù)字溫度傳感器。這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件。1 號(hào)存貯器存放溫度值的符號(hào)，如果溫度為負(fù) (℃ ).則 1 號(hào)存貯器 8 位全為 1，否則全為 0。 ：地； ：數(shù)字輸入 /輸出； ：可選的 +5V 電源。在檢測(cè)到被設(shè)置了定時(shí)任務(wù)時(shí)，系統(tǒng)要檢測(cè)是否到達(dá)定時(shí)時(shí)間，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。無論是讀周期還是寫周期 發(fā)生，也無論傳送方式是單字節(jié)傳送還是多字節(jié)傳送，開始8 位指定的 40 個(gè)字節(jié)中的那個(gè)將被訪問。表 3 為它的日歷、時(shí)間寄存器及控制字，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作 。位 1和 5 指定進(jìn)行輸入或輸出的特定寄存器。 DS18B20 有嚴(yán)格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。在使用 keil 編程的時(shí)候，問題主要出在編譯時(shí)，因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)程序代碼比較長(zhǎng)，所以在開始編譯時(shí)， 會(huì)出錯(cuò)，提示是因?yàn)榇a太長(zhǎng)，開始不知道該怎么辦，最后通過百度后才知道是因?yàn)榘惭b的 keil 軟件沒有破解，破解后問題迎刃而解。 （ 2）編譯，調(diào)試系統(tǒng)程序 Keil 單片機(jī)模擬調(diào)試軟件內(nèi)集成了一個(gè)文本編輯器，用該文本編輯器可以編輯源程序。在完成文件的第一次存儲(chǔ)以后，當(dāng)對(duì) C語言源文件又進(jìn)行了修改，再次存儲(chǔ)文件則應(yīng)該選擇菜單“ File→ Save”、單擊對(duì)應(yīng)的工具按鈕或者快捷鍵 Ctrl +S 實(shí)現(xiàn)文件的保存。在這個(gè)對(duì)話框的“查 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 23 頁 共 29 頁 找范圍（ I）”下拉列表框中選擇存儲(chǔ) C語言源文件的文件夾，在“文件類型（ T）” 下拉列表框選擇“ C Source file（ *.a*； *.src）”，這時(shí)存儲(chǔ)的 C語言源文件將顯示出來。這時(shí)工程管理窗口的文件選項(xiàng)卡中子目錄“ Source Group 1”下出現(xiàn)一個(gè) C語言源文件。 其中需要注意是一些設(shè)置： 單片機(jī)設(shè)置： 圖 單片機(jī)屬性設(shè)置圖 其中是需要導(dǎo)入由 KEIL 軟件生成的 *.hex文件，再是時(shí)鐘頻率為 12MHZ。 通過不斷地查找問題，然后一個(gè)一個(gè)解決，最終終于正常工作。初步設(shè)計(jì)了顯示器需要顯示的顯示菜單。 在控制定時(shí)方面，開始只是讓系統(tǒng)可以通過獨(dú)立式按鍵設(shè)置一組定時(shí)開關(guān)時(shí)間，后面意識(shí)到可設(shè)置的定時(shí)組數(shù)太少，功能過于簡(jiǎn)單，就再加入了一組定時(shí)設(shè)置，使系統(tǒng)可以通過獨(dú)立式按鍵設(shè)置兩組定時(shí)開關(guān)時(shí)間。 小結(jié) 通過一番努力，終于在此次設(shè)計(jì)中完成了預(yù)期設(shè)計(jì)任務(wù)。 本次設(shè)計(jì)的定時(shí)插座雖然可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制一路插座的功能，但是可定時(shí)的路數(shù)和定時(shí)組數(shù)仍然不夠。另外，本次設(shè)計(jì)中所使用的紅外遙控器基本只能在同一室內(nèi)控制插座，如果采用無線電遙控器 等更加先進(jìn)的遙控器的話，人們或許就可以在室內(nèi)的任何地方隨時(shí)控制家電的開關(guān)狀態(tài)了。 同時(shí)也可以通過紅外遙控一鍵控制插座開關(guān)和設(shè)置固定模式定時(shí)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 28 頁 共 29 頁 參考文獻(xiàn) [1]徐偉 .智能插座在智能家居系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)和應(yīng)用 [J].中國儀器儀表， 20xx， (10) [2]黃界 .基于 AVR 的智能節(jié)能插座的設(shè)計(jì) [J].現(xiàn)代電子技術(shù)， 20xx,(12) [3]王嘯東 .智能避雷定時(shí)插座的設(shè)計(jì) [J].電工電氣， 20xx， (05) [4]張凱 .新型數(shù)字節(jié)能功率分配型智能插座的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) [J].電子設(shè)計(jì)應(yīng)用， 20xx， (07) [5]溫鐵鈍 , 孫鍵國 , 張?zhí)旌?. 無線遙控智能插座的設(shè)計(jì) [J]. 測(cè)控技術(shù) , 20xx,(10) [6]方佩敏 . 智能插座 —— DS1213B[J]. 今日電子 , 1996,(Z1) [7]王宏 . 智能節(jié)電插座 省電就是省錢 [J]. 現(xiàn)代營銷 (創(chuàng)富信息版 ) , 20xx,(07) [8]楊妤 . 打破行業(yè)格局 紐曼自創(chuàng)“節(jié)電插座” [J]. 中國品牌與防偽 , 20xx,(10) [9]高全 .節(jié)能插座 [J].生意通， 20xx， (10) [10]張運(yùn)波，劉淑榮 .工廠電氣控制技術(shù) [M].北京 :高等教育出版社 ,20xx. 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IEEE International Symposium on Circuits and Systems. 1999 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 29 頁 共 29 頁 致謝 本次設(shè)計(jì)是在老師的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷下順利完成的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 附錄 A 外文文獻(xiàn)及翻譯 智能家居的無線電源插 座系統(tǒng) 宋光明，丁飛，張薇娟和宋愛國，電機(jī)及電子學(xué)工程師聯(lián)合會(huì)會(huì)員 摘要 本文提出的設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)于家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的無線可控的電源插座系統(tǒng)的實(shí)施。一個(gè)用于驗(yàn)證電源插座模塊基本功能的簡(jiǎn)單的家庭化自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試平臺(tái)也已經(jīng)被建立。 由于智能家居變得越來越受歡迎，人 們 需要更多的家庭自動(dòng)化設(shè)備，以提升自己的生活空間和享受高科技的生活。實(shí)際應(yīng)用 的無線 傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)很好的例子。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 電源插座可能是在現(xiàn)代家居環(huán)境中最常用的電器設(shè)備。但應(yīng) 該指出的是，這些產(chǎn)品大多只能支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無線通信。 一些研究人員已經(jīng)提出了一種基于 ZigBee的通用遙控器控制單元和一個(gè) ZigBee紅外轉(zhuǎn)換模塊用于控制多種傳統(tǒng)的消費(fèi)類電子設(shè)備。因此，把無線傳輸控制功能集成到電源插座是一個(gè)好主意。而作為一個(gè)結(jié)果，它會(huì)阻止這種器件被廣泛部署在家庭環(huán)境中的。系統(tǒng)架構(gòu)，設(shè)計(jì)的無線電力插座模塊和演示實(shí)驗(yàn) 將 在第IIIV討論。有了這些設(shè)備，你不再需要破壞原有的室內(nèi)裝飾來進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)或維護(hù)。每個(gè)電源插座模塊被設(shè)計(jì)成執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)添加到家庭自動(dòng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 化網(wǎng)絡(luò)中。 提出的電源插座系統(tǒng)的核心部件是無線電源插座模塊。它是 由一個(gè)符合 ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器，主板和電源變壓器組成，所有這些都安裝在一個(gè)塑料殼中。所提出電源插座模塊的原型是如圖 3所示。 它首先需要在其上電后搜索 附近 其他工作節(jié)點(diǎn)。 路由信息也將定期在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中廣播告訴其他父節(jié)點(diǎn)的信息。該命令消息將被進(jìn)一步分析，以獲得特定的操作命令。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 圖 5 演示實(shí)驗(yàn)的測(cè)試平臺(tái)設(shè)置。 手持式裝置，如掌上電腦和智能手機(jī)，可以用作 便攜式用戶終端來控制家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。我們?cè)O(shè)計(jì)了掌上電腦和智能手機(jī)上的 GUI 來分別滿足各種終端用戶的需要。該圖形用戶界面顯示每個(gè)電源插座和 PIR 傳感器模塊的實(shí)時(shí)狀態(tài)。 PIR 傳感器模塊被放置在桌子的邊緣，來監(jiān)控任何通過走廊的人。這是一個(gè)全自動(dòng)過程并預(yù)定義的例程。 (a) (b) 圖 6 運(yùn)行在手持終端的圖形用戶界面。 我們已經(jīng)提出了一個(gè)無線電源插座系統(tǒng) 來 遠(yuǎn)程控制家電。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，提出的電源插座模塊成功的 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制各種很少家電的基礎(chǔ)設(shè)施。 SCI 收錄。 91， 第 1 號(hào) ， 20xx 年 7月，第 5581 頁。 [6] WanKi Park, Intark Han and KwangRoh Park,“ 基于 ZigBee 的動(dòng)態(tài)多個(gè)傳統(tǒng) IR控制的數(shù)字消費(fèi)控制方案 設(shè)備， ” IEEE Trans Consum Electron, 第 53卷，第一號(hào)，第 172177 頁， 20xx。 從 20xx 年到 20xx 年間，他是中國東南大學(xué)機(jī)器人傳感器和控制實(shí)驗(yàn)室的一名研究員。 宋博士是中國傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)的一員。他的研究 興趣包括傳感器網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)機(jī)器人嵌入式系統(tǒng)和應(yīng)用。 宋愛國（ M39。從 1998 年到 20xx 年，他是中國東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院的學(xué)院副教授。 他目前的興趣集中在 遙控操作 ，觸覺顯示屏， Inter 遙控機(jī)器人，分布式