【正文】 單片機設置： 圖 單片機屬性設置圖 其中是需要導入由 KEIL 軟件生成的 *.hex文件，再是時鐘頻率為 12MHZ。 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 24 頁 共 29 頁 電源的設置：點擊 Design 出現(xiàn)選項點擊 Configure Power Rails 如下圖所示的對話框： 圖 電源設置 設置電源為 5V。 硬件調(diào)試 開始時是從面包板上搭接硬件電路，一切順利，當用洞洞板焊接完成后， 1602沒有顯示時間和溫度，檢查了很長時間才發(fā)現(xiàn)問題，因為使用排母，讓 18b20插在上面，所以，在插的時候插反了。而時鐘也沒有顯示，所 以檢查 1302 是否有問題，檢查完才發(fā)現(xiàn) 1302 忘了接地。 通過不斷地查找問題，然后一個一個解決，最終終于正常工作。 繼電器部分的電路檢查時開始用 3節(jié)干電池給單片機供電，發(fā)現(xiàn)繼電器無法工作，檢查原因后才知道繼電器的供電電壓不足，因而用 12V 轉(zhuǎn) 5V的穩(wěn)壓電源時工作正常。 軟件調(diào)試 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 25 頁 共 29 頁 在軟件設計前，先把大致的程序流程理清，然后再分模塊調(diào)試，將各模塊部分的程序先調(diào)試可行后再整合到一起，編寫主程序。 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，開關顯示等。初 步設計了顯示器需要顯示的顯示菜單。然后通過獨立式按鍵設置顯示菜單，執(zhí)行相應的功能。 因為所有的設置在獨立式按鍵處理上都要實現(xiàn)，使得按鍵處理程序必須有條不紊的編寫，先列好按鍵處理的大致流程，需要設置的的顯示菜單和各個按鍵按下后必須實現(xiàn)的菜單選項等。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。 在控制定時方面，開始只是讓系統(tǒng)可以通過獨立式按鍵設置一組定時開關時間，后面意識到可設置的定時組數(shù)太少，功能過于簡單，就再加入了一組定時設置，使系統(tǒng)可以通過獨立式按鍵設置兩組定時開關時間。后來再經(jīng)過多番考慮后發(fā)現(xiàn)。定 時插座設置時間有時候需要快速定時，如果通過按鍵設置一定時間段的定時可能比較耗時，于是就加入了固定定時模式，可以在簡單的操作中設置一個小時內(nèi)的 6 組固定模式定時。因為按鍵處理這塊加入了大部分的設置功能，所以編寫過程比較費力，通過反復調(diào)試，系統(tǒng)已經(jīng)可以達到預期的效果。 小結 通過一番努力，終于在此次設計中完成了預期設計任務。所設計的定時插座已經(jīng)可以實現(xiàn)預期功能。該定時插座可以控制一路 220V/10A 的插座，可以設置在一天 24 小時內(nèi)的兩組任意定時開關時間和 6組一小時內(nèi)的固定模式定時；還可以通過溫度上下限的 設置，控制繼電器稍的工作狀態(tài)。 定時插座工作時紅色指示燈亮，不工作時指示燈不亮。 本次設計的定時插座雖然可以實現(xiàn)定時控制一路插座的功能，但是可定時的路數(shù)和定時組數(shù)仍然不夠?，F(xiàn)實生活中，隨著人們的生活水平不斷的提高，家電等用電器具越來越多，單一的一路控制明顯不能滿足要求。因而，如果在設計時多加入幾路的插座控制，而且各路控制互不干擾，各司其職的話，用戶只需要將要定時控制的用電器具都插在定時插座上，通過各自的定時設置，就可以使各電器按照人們的習慣有規(guī)律地工作，很大程度上方便人們的日常生活。同時，可以 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 26 頁 共 29 頁 給定時插座加上保 護措施，如漏電保護開關等，達到安全的目的。另外，本次設計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 等更加先進的遙控器的話，人們或許就可以在室內(nèi)的任何地方隨時控制家電的開關狀態(tài)了。再者，設計中的定時插座開關狀態(tài)變換只是用單一紅色指示燈體現(xiàn)，如果可以加入揚聲器等反應更加明顯的指示，甚至是自動語音指示等比較能引起人們注意的外部設備，會讓定時插座變得更加人性化，實用性也更高。 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 27 頁 共 29 頁 本次畢業(yè)設計基于單片機的定時插座到此就告一段落了，所設計的硬件和軟件都可以正常工作，各項設計均達到了 設計任務的要求。定時插座已經(jīng)可以完成一天 24 小時內(nèi)的兩組定時開關設置和六組一小時內(nèi)的固定模式定時， 還可以通過溫度上下限的設置，控制繼電器稍的工作狀態(tài)。 同時也可以通過紅外遙控一鍵控制插座開關和設置固定模式定時。設計過程中有喜有憂，但是經(jīng)過多次反復的問題分析和系統(tǒng)調(diào)試，還是解決了各個難題，也使我在設計電路及分析電路問題上學到了很多。而在編程上，通過這次設計，我對 C 語言編程有了進一步的熟悉 ,鞏固了所學知識。但是，在這過程中，我也發(fā)現(xiàn)了自己所學知識的不足，在今后仍需不斷努力學習。 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 28 頁 共 29 頁 參考文獻 [1]徐偉 .智能插座在 智能家居系統(tǒng)中的設計和應用 [J].中國儀器儀表， 2020， (10) [2]黃界 .基于 AVR的智能節(jié)能插座的設計 [J].現(xiàn)代電子技術， 2020,(12) [3]王嘯東 .智能避雷定時插座的設計 [J].電工電氣， 2020， (05) [4]張凱 .新型數(shù)字節(jié)能功率分配型智能插座的設計實現(xiàn) [J].電子設計應用， 2020， (07) [5]溫鐵鈍 , 孫鍵國 , 張?zhí)旌?. 無線遙控智能插座的設計 [J]. 測控技術 , 2020,(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 ) , 2020,(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 , 2020,(10) [9]高全 .節(jié)能插座 [J].生意通， 2020， (10) [10]張運波，劉淑榮 .工廠電氣控制技術 [M].北京 :高等教育出版社 ,2020. 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IEEE International Symposium on Circuits and Systems. 1999 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 29 頁 共 29 頁 致謝 本次設計是在 楊帆 老師的細心指導和關懷下順利完成的。在此期間， 楊 老師定期召集同組人員開會指導工作，在整個設計中不斷給予我們良好的建議，使我們的設計更加順利。同時，這次設計業(yè)也離不開其他同學和老師的幫助，在硬件軟件設計方面給我提供了不少建議和幫助，讓我在設計過程中少走了不少彎路，更好得完成了設計。在此謹向他們表示衷心的感謝。 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 附錄 A 外文文獻及翻譯 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，電機及電子學工程師聯(lián)合會會員 摘要 本文提出的設計是一個關于家庭自動化網(wǎng)絡的無線可控的電源插座系統(tǒng)的實施。所提出的電源插座集成了一個 ZigBee 無線模塊納入其體系結構。 它充當 作為家庭自動化網(wǎng)絡中的執(zhí)行節(jié)點來進行遠程控制。一個電源插座的樣本模型已經(jīng)隨著所提出的框架被完成。一個用于驗證電源插座模塊基本功能的簡單的家庭化自動化網(wǎng)絡的測試平臺也已經(jīng)被建立。演示實驗的結果表明，所提出的電源插座模塊可以通過小型基礎設施方便，靈活的控制各種家電。它可以幫助我們在家庭環(huán)境中迅速的添加更多的智能化。 索引詞 —— 智能家居，家庭自動化，電源插座，無線傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡 。 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化設備，以提升自己的生活空間和享受高科技的生活。他們想用更多的傳感器和執(zhí)行器裝備他們的房子，以獲得最佳 的 方便，安全和娛樂。當家里環(huán)境變得更智能，老人也可以住在自己的房子，以保持 獨立和隱私， 盡可能避免太早進入養(yǎng)老院。 在最近幾年，許多新的無線通信技術的快速發(fā)展導致了家庭自動化設備的翻新。實際應用 的無線 傳感器網(wǎng)絡是一個很好的例子。無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展最初是出于軍事應用如戰(zhàn)場監(jiān)視。無 線傳感器網(wǎng)絡，現(xiàn)在用在許多其他應用領域，包括環(huán)境監(jiān)測，醫(yī)療保健，家居自動化，交通控制。隨著現(xiàn)已新發(fā)布的無線傳感器網(wǎng)絡 ZigBee標準，我們被賦予了更多的機會，建立無線控制和監(jiān)測的應用程序，以至于可以保證低成本，低功耗，范圍廣和高可靠性 。 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 電源插座可能是在現(xiàn)代家居環(huán)境中最常用的電器設備。如果我們想建立一個家庭自動化系統(tǒng)， 這些設備是 實現(xiàn)電氣 連接，甚至開關功能必要的模塊。通過無線傳送到所連接的插座來開關電開關控制家電，這不是一個新的想法。 許多可以提供遠程控制功能的電源插座產(chǎn)品在商業(yè)市場都有供應。但應該指出的是，這 些產(chǎn)品大多只能支持點對點的無線通信。每一個電源插座必須配有遙控器的遙控器操作。當你不得不同時處理許多遠程控制網(wǎng)點時，是非常不方便來控制電源的。 ZigBee技術已被應用于建筑家庭自動化網(wǎng)絡，實現(xiàn)無線接入監(jiān)控和控制應用。 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 ZigBee紅外轉(zhuǎn)換模塊用于控制多種傳統(tǒng)的消費類電子設備。 這是非常難以被與這么多的廠商從不同的 IR代碼兼容的。同時，由于成本和其他非技術原因，他也很難說服家電廠家集成這些模塊到他們的產(chǎn)品中。在大多數(shù)情況下，我們只需要開啟 /關閉 家用電器然后讓這些設備在那工作。因此，把無線傳輸控制功能集成到電源插座是一個好主意。一 個 基于藍牙的無線可控電源插座模塊已經(jīng)被提出了。由于藍牙的限制協(xié)議，那種模塊將低效的形成大型的網(wǎng)狀網(wǎng)絡和雙向的數(shù)據(jù)通信。添加太多的其他通信接口到終端設備，也大大增加了系統(tǒng)的的復雜性和成本。而作為一個結果，它會阻止這種器件被廣泛部署在家庭環(huán)境中的。 本文提出了基于 ZigBee的無線控制家庭自動化建設的電源插座架構網(wǎng)絡。所提出的電源插座模塊集成了一個 ZigBee無線電到它的體系結構。它在家庭自動化網(wǎng)絡遠程控制操作中作為一個執(zhí)行器 節(jié)點。系統(tǒng)架構，設計的無線電力插座模塊和演示實驗 將 在第IIIV討論。 2. 系統(tǒng)概述 輕松控制各種家電是智能家居的一個特點。 為了實現(xiàn)這些遠程控制功能，我們通常在一個新的房子施工過程中需要添加控制線，而且必須在室內(nèi)裝飾安裝之前完成。 電源插座的無線設備提供了一個更靈活的方式來實現(xiàn)遠程控制功能。有了這些設備，你不再需要破壞原有的室內(nèi)裝飾來進行系統(tǒng)升級或維護。這些設備對于原來的那些沒有安裝家庭自動化基礎設施的老房子更有用。 如圖 1所示，家庭自動化網(wǎng)絡的提出其實是一個實際應用的無線傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡。 家庭自動化網(wǎng)絡是 由幾個傳感器節(jié)點，多個無線電源插座模塊和一個基站組成的。每個電源插座模塊被設計成執(zhí)行器節(jié)點添加到家庭自動 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 化網(wǎng)絡中。傳感器節(jié)點和執(zhí)行器節(jié) 點部署在家庭環(huán)境和他們自主地形成多跳網(wǎng)狀網(wǎng)絡。該基站可以提供多個接口網(wǎng)狀網(wǎng)絡的本地用戶交互和遠程網(wǎng)絡管理。 圖 1 在家庭環(huán)境中的無線電源插座系統(tǒng)。 提出的電源插座系統(tǒng)的核心部件是無線電源插座模塊。它在可靈活控制的家電產(chǎn)品中起著重要的作用。它被設計作為一個執(zhí)行器節(jié)點來執(zhí)行遠程控制的功能。圖 2顯示出提出的電源插座模塊結構的分解圖。它是由一個符合 ZigBee標準的射