智能家居中智能插座的设计与实现

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。后来，物联网引领新时代，插座中开始接入电脑控制芯片，接入无线通讯传输协议芯片，智能插座由此诞生。

(完整word版)基于51单片机的红外遥控智能定时开关插座

第1页 目录

第一章 绪论.................................................................................................................. 1

1.1 选题的目的与意义 ....................................................................................... 1

1.2 本课题在国内外的发展现状及趋势 .......................................................... 1

1.3 本课题要解决的主要问题 ........................................................................... 2

第二章 系统设计方案 ................................................................................................. 3

2。1 系统结构与功能 ........................................................................................ 3

2.2 总体系统框图 ................................................................................................ 3

2。3 开关的选择 ................................................................................................. 4

智能家居系统设计与实现

智能家居是指通过互联网技术、智能终端设备与家庭设施的连接、互动，以及人机智能交互的方式，实现家庭设施自动化、智能化管理的一种新型家居方式。随着人们生活需求的变化和技术的不断进步，智能家居系统已经成为人们探索未来生活方式的重要领域，其设计与实现也越来越成为了一项热门的技术研究。

一、设计框架

智能家居系统设计的框架通常包括硬件设备、网络通信、平台软件三个方面。

1、硬件设备。硬件设备包括传感器、执行器、微控制器、信号收发器等。

传感器是智能家居系统最重要的硬件之一，用于感知室内外环境中的数据信息。如温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、PM2.5传感器等。执行器则用于控制家电设备的开关、调节等操作。如智能插座、智能开关。

微控制器是整个硬件系统的核心控制单元，它能够控制程序的执行，实现硬件设备的联动。信号收发器则被用于传递数据信息和控制指令，如蓝牙模块、Wi-Fi模块等。这是智能家居整个系统硬件电路设计的核心。

2、网络通信。智能家居系统的各个硬件设备需要联网进行数据传输和控制命令传递，所以网络通信也成为智能家居设计中的关键。主要的网络通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa等。 其中Wi-Fi是目前应用最广泛的一种无线网络通信技术，支持高速数据传输和范围广泛，适合在家庭网络环境中使用。而蓝牙技术则支持设备间点对点无线通信，适合在小范围内建立设备连接。ZigBee技术也支持点对点通信，但在范围上较为局限，适合用于大规模智能家居系统中。LoRa技术则支持远距离数据传输，该技术适合用于开放性环境场景的智能家居系统，如农村和城市的自助点。

3、平台软件。智能家居系统的平台软件是整个系统的大脑，承担了数据的处理、命令的传递、设备的管理和用户的交互等多个任务。智能家居平台软件主要包括以下两个方面。

一方面，平台需要实现聚合各类设备数据，开发数据处理算法，实现设备之间的联动调度。例如家庭管理系统、设备应用软件等，用户能从中查看家庭状态，获取设备状态，进行远程控制等操作。

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一种带红外遥控功能的智能插座的设计与实现

作者：任峰 屈璟 崔志诚

来源：《电脑知识与技术》2016年第32期

摘要：目前市面上主流智能插座通过WIFI接入互联网后，仅能远程控制插座的通断，无法控制需要红外遥控的家电的二次上电。限制了其在日常生活中的使用场景。本文基于STC单片机，利用红外学习模块和串口转无线模块设计了一款带红外遥控功能的智能插座，通过红外学习模拟家电的遥控器，以达到解决空调、电视等家电的二次上电问题。

关键词：智能插座；红外学习；二次上电

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）32-0180-01

目前国内家用电器中电视、空调等家电大多采用红外遥控的方式，其通电后仅处在待机模式，需要通过红外遥控器使其工作。而市面上在售的智能插座仅能够通过控制插座的开关来达到控制家电的通断电的目的，对于设备通电后的二次上电无能为力，并不能实现真正的智能控制，从而大大限制了使用场景[1]。本文提出了一种基于STC单片机的带红外遥控功能的智能插座设计方案，该智能插座能够对家电的红外控制器按键进行学习，其具有存储共计128个按键、掉电保存等特性，能够实现大部分主流家用电器的红外控制，解决了现有智能插座的二次上电问题，拓展了其使用场景，极大便利了日常生活。

1 系统整体框架

1.1 系统工作的基本原理

整个系统由主控制器、WIFI模块、红外学习模块、OLED显示器、温湿度传感器构成[2]。其系统整体框架如图1所示，该智能插座系统的工作流程如下：

图1 系统的整体框架

1） 红外学习过程。在系统运行的状态下，通过手机APP利用WIFI模块向主控制器发送学习指令，主控器将指令传送至红外学习模块，红外模块进入学习模式，此时将设备的遥控器对准红外学习模块，按下电源键，此时该设备的电源键的红外码值就被被红外学习模块记录并存储。学习完成后，通过手机APP向主控制器发送红外发射指令，主控制器将指令传输至红外学习模块，红外学习模块发射红外信号，设备做出相应动作，学习成功。 龙源期刊网