基于物聯(lián)網(wǎng)的智能插座設(shè)計

1、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能插座設(shè)計統(tǒng)一的和自動化的管理，為居民的生活提供便利。礎(chǔ)上可以進(jìn)行更加專用和更加復(fù)雜的功能設(shè)計和實現(xiàn)。模塊設(shè)計控制器控制器 使用 ATmega16，它具有 16K 512 字節(jié)EEPROM，1K / 發(fā)USAR10 通信模塊無線通信使用 WIFI WIFI ZigBee 1.WIFI WIFI 形成一種工業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)，目前市面上的智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦、無線路由器等都支持WIFI 通信。很多家庭都有WIFI 設(shè)備。可以說，WIFI 設(shè)備更容易被廣大用戶接受。圖1ATmega16引腳示意圖通 信 距 離 長， 一 個 遵 循 IEEE802.11b IEEE802.11g32

2、m 的室內(nèi)傳輸距離，這比藍(lán)牙等技術(shù)有明顯的優(yōu)勢。 的傳輸速度相對藍(lán)牙和 ZigBee 要快很多遵從 IEEE802.11b ，遵從 IEEE802.11a 和 IEEE802.11g 標(biāo)準(zhǔn)的可高達(dá) 54Mbps。WIFI芯片的價格便宜，有完善的標(biāo)準(zhǔn)、電器特性說明，和技術(shù)文檔。WIFI TCP/IP WIFI WIFI 設(shè)備時，我們使用USRWIFI232 USR WIFI232 是一款 USART 接口的WIFI （WIFI 模塊，一端可以通過 USART與單片機(jī)連接，接收單片機(jī)的指令，另一端可以通過WIFI網(wǎng)絡(luò)信息。此模塊內(nèi)置輕型TCP/IP 協(xié)議棧LWIUSRWIFI232 模塊支持通過串

3、口和通過無線連接，進(jìn)行參數(shù)配置。通過串口配置參數(shù)：WIFI232 模塊的 USART 與ATmega16 的 USART 可以通過 WIFI 模塊設(shè)置的接口函數(shù)，由單片機(jī)發(fā)送AT命令直接修改WIFI 模塊的各種參數(shù)。通過無線連接配置參數(shù)：用戶第一次與智能插座連接時，插座端以AP 方式啟動，用戶可以通過帶無線網(wǎng)卡的電腦或智能手機(jī)連接智能插座等配置參數(shù)。電器工作狀態(tài)檢測模塊暫時沒有進(jìn)行詳細(xì)的功率檢測方面的設(shè)計當(dāng)電器不在運行時，負(fù)載電流為接近零的微小值。當(dāng)電器運轉(zhuǎn)時，負(fù)載電流為較大值。狀態(tài)。Tmega16單片機(jī)自帶具有10位精度的AD AD0Vcc ATmega16 單片機(jī)的片上ADC 10 ADC

4、 可將GND 與參考電壓Vref 之間的輸入電壓轉(zhuǎn)換為 210 0 與 210 1 之間。當(dāng)使用十位轉(zhuǎn)換精度時，單片機(jī)片上ADC 分辨率可計算如下：其中 Vref 為 ADC 2.56V 公式（1）計算：設(shè)轉(zhuǎn)換結(jié)果為 Valueadc，則輸入電壓 in V 與 adc Value 之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系由下式給出：至此，我們有以下結(jié)論：理想情況下，若電流互感器變比為 1：n，則電流變比（初級線圈與次級線圈流過的電流之比） : :1 ps II n = ，當(dāng)次級采樣電阻取值 s R 時，設(shè)備可檢測到的最小阻性用電器功率閾值可估算為：具體應(yīng)用之時， s R 的取值要滿足電流互感器的額定二次負(fù)載要求，并且二

5、次端不允許ADC 基準(zhǔn)源的擾動、輸入雜波的存在等原因，最小靈敏功率實際值必定比計算得到的 min P ADC對輸入高頻干擾進(jìn)行濾波處理改變互感器的變比考慮到本系統(tǒng)設(shè)計時的應(yīng)用環(huán)境為機(jī)房電器和普通家電的監(jiān)控處理。ADC 待數(shù)次轉(zhuǎn)換全部完成之后，將ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)果計算得到用電器工作狀態(tài)，并將結(jié)果發(fā)送到WIFI 模塊。遙控開關(guān)模塊遙控開關(guān)模塊由連接在單片機(jī)上的電磁繼電器實現(xiàn)。電磁繼電器控制信號來自單片機(jī) IO 250V，5A 的電磁繼電器進(jìn)行遙控開關(guān)功能的功能驗證。電源系統(tǒng)需要穩(wěn)定的直流電供電WIFI ATmega16 5V左右220V 3 所示。程序邏輯總體邏輯智能插座設(shè)備通過 WIFI 模塊與家

6、用智能終端連接：一方面，通過WIFI 模塊將傳感數(shù)據(jù)送出到家用智能終端；另一方面，通過WIFI 模塊接收家用智能終端的控制信息。AD 轉(zhuǎn)換AD AD 并將得到的結(jié)果通過與單片機(jī)串口連接的WIFI 模塊送出。ATmega16 單片機(jī)的 ADC 輸入接口與通用 IO 接口 PA0PA7 復(fù)用。試驗時我們選取（PA7）接口作為單通道 AD 輸入接口。AD 初始化和運行程序流程如下：將選定的 AD 輸入接口設(shè)置為高阻態(tài)輸入狀態(tài)，并寫 ADMUX 寄存器，指定輸入接口設(shè)置基準(zhǔn)電壓設(shè)置數(shù)據(jù)對齊方式AD 轉(zhuǎn)換頻率設(shè)置轉(zhuǎn)換方式AD 轉(zhuǎn)換AD 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理得到的數(shù)據(jù)，并根據(jù)公式計算得到用電器工作狀態(tài)USARTWIFI 模塊與單片機(jī)通過USART USART 件設(shè)置相同的波特率。其他細(xì)節(jié)在此不再贅述。擴(kuò)展接口的多通道 ADC 和較多 IO 接口（包括 SPI TWI 串行接口）出電壓幅度，將其輸出電壓處理和采樣之后接到某空閑ADC 通道輸入接口，并進(jìn)行AD 轉(zhuǎn)換；對于輸出量為數(shù)字信號的傳感器，可直接讀取傳感器輸出的數(shù)字信號值。功能測試包括兩方面內(nèi)容：控制命令（如開啟、關(guān)閉電源的命令）座，并觸發(fā)智能插座的響