基于深联华单片机的无线智能插座

　　一、项目设计背景及概述

　　物联网是新一代信息技术的重要组成部分。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网就是"物物相连的互联网"，其中智能家居是物联网的一部分。

　　随着人们生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求不断提高，方便快捷是人们永恒追求的目标。在家居娱乐和电器控制方面，智能家居有突出表现，包括背景音乐系统、数字网络客厅、家居综合布线、灯光控制和电器控制等功能在内的系统，使人们的生活从各个方面变得更加安全、舒适、简单。

　　目前市场上，智能家居的主要接受人群仍然是一部分高端人群。业内人士认为，阻挠智能家居发展脚步的主要是价格和消费理念两方面的原因。智能家居还属于高档消费，一套系统要几万元不等。尽管接受度和认同度与以前相比已经大有提高，但仍主要局限于买别墅的高端人群和热爱生活、享受生活的年轻白领一族。另外，目前许多人对智能家居系统功能的认识不足，许多设计师 也缺乏相应的专业知识去向业主推广，导致一部分实际上有需求的业主对智能家居还一无所知。但是近年来，智能家居的普及度正在慢慢提高，随着国外同行业产品不断涌入我国，以及与国内智能家居行业的竞争加剧，客观上逐渐加大了宣传力度，并产生互补。今后我国的智能家居应走品质与服务并重的路线，未来智能家居发 展前景广阔。

　　2013年前三季度，我国网民数量达6.08亿，互联网普及率45.4%，基于以上分析，以及通用性方面的考虑设计了基于深联华单片机的无线智能插座。安装了ADSL宽带的用户简单设置路由器以后就可以将插座接入互联网，通过Android客户端就可以实现远程控制。该插座有四个单独插座，用户可以根据需求将需要控制的电器插到插座上。每个单独的插座都可以单独设定开启和关闭，也可以设定定时开启或者定时关闭，同时无线智能插座还有过流保护的功能，通过Android客户端设定插座最大额定功率（四个单独插座的总功率），如果实际额定功率大于设定额定功率时四个单独插座全部关闭，同时关闭定时功能，这样就能防止过流烧毁线路，避免更大的损失。

　　二、项目设计原理

　　1、原理概述

　　基于深联华单片机的无线智能插座由电源单元、功率输出单元、控制单元、电流采集单元、存储单元、实时时钟单元、WIFI模块以及手机客户端组成。

　　电源单元包括两部分，一部分是将220V交流输入转换成12V直流输出，为整个系统提供电源；另一部分是将12V直流电源转换成正负5V，为控制单元，电流采集单元，存储单元，实时时钟单元，WIFI模块提供电源。功率输出单元控制插座的开启和关闭，为要控制的电器提供220V电源。控制单元是整个系统的核心，为各个单元提供控制信号。电流采集单元用来采集插座的电流，然后将信号输入给控制单元，用于电流检测，防止过流。存储单元用来保存四个单独插座的状态，系统下次上电的时候就会从存储单元读取数据。实时时钟单元为定时功能提供时钟信号，同时这个单元有备用电池保证系统掉电后时钟单元正常计时。WIFI模块负责插座和无线路由器的通信，使用之前将模块的端口号在无线路由上做端口映射，这样就能实现远程控制。

　　手机客户端是基于Android系统的，可以向智能插座发送指令，智能插座接收到指令后执行相应的操作，同时向手机客户端返回数据。

　　2、硬件设计原理

　　电源单元设计原理：

　　电源单元由两部分构成，其中220V交流电源转12V直流电源模块使用的是成品的开关电源模块，可以提供最大1A的电流，满足系统需求，并且开关电源体积小效率高。将这个模块集成在系统上另一个原因是方便用户使用，直接通上220V电源就可以使用。

　　电源单元的另一部分是将12V直流转换为正负5V。这部分使用两片MC34063电源芯片，通过设计合理的外围电路，可实现分别输出+5V电压和-5V电压。其中电流采集单元需要双极性电源，所以其中一路MC43063产生-5V电压。MC34063电源芯片可以达到较高的效率，价格低廉，性能可以满足系统设计要求，故而选该芯片作为电源芯片。

　　功率输出单元设计原理：

功率输出单元主要包括继电器，三极管等。继电器用来控制对应插座的电源通断，三极管则用来控制继电器的通断，单片机通过控制三极管进而实现对插座的控制。其中继电器型号为HJR-3FF，240V时可以通过7A电流，该继电器需要12V电源供电，这样可以起到与控制单元电气隔