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基于stm32的智能插座设计与实现(附件)【字数:8617】

2024-11-03 13:38编辑: www.jxszl.com景先生毕设
随着电器的增多,在我们生活中的插座也越来越多,在一定程度上会造成电的浪费;而且不符合现代社会所需求的智能家居化物联网的趋势。随着物联网的发展,智能插座的诞生应用而生,我所设计的智能插座就是为解决这一问题。我的设计是由一个STM32单片机与现下最火的物联网相结合实现远程遥控的智能插座,能够极大程度上融入物联网中。他是通过手机的app控制四路继电器对家电实现控制,用户可以设定定时关闭的功能。其中WiFi模块是核心之一,在远程遥控中有着承上启下的作用,决定了插座是否通电的状态。
目录
引言 1
(一) 智能插座的发展背景 1
(二) 智能插座的国内外发展现状 1
(三) 本文主要研究内容 1
一、 元器件选择 1
(一) 智能插座相关介绍 2
(二) 元器件介绍 2
二、 系统硬件设计 7
(一) 电源设计 7
(二) 单片机电路 8
(三) 继电器控制电路 8
(四) ESP8266 WIFI通讯电路 9
三、 系统软件设计 10
(一) ONENET平台介绍 10
(二) WiFi通讯子程序设计 11
(三) 继电器控制子程序设计 12
四、 系统测试 13
(一) 硬件搭建 10
(二)软件搭建 13
(三)系统测试  *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072
15
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 实物图 20
附录二 原理图 21
附录三 PCB图 22
附录四 元件列表 23
附录五 程序 24
引言
智能插座的发展背景
随着社会科技的日益进步,智能家居的理念逐渐随着物联网的发展深入人心,这也使着插座这一事物开始了智能化,融入物联网。智能插座是低碳生活理念和智能家居的发展,为了节约资源和接入物联网,智能插座的必然性使我研究这一课题。纵使市场上的的一些品牌的插座由一定的智能功能,但是由于当时的需求不明和设计工艺等差异使得存在一定的额设计缺陷。
计量插座仅仅只让用户知道他的耗电情况,但是这需要建立在用户是有专业知识的前提,才能了解电器的真实状态。但是实时插座的实际情况又是另一回事,由于用电情况的变化则一定需要改变的就是我们的模式要重新修改,这大大增加了我们的不变;而随着遥控插座的遥控器 这意味着成本的上升,一时间又无法使之大规模的量产。此外,这些插座的安全性并不高,他不具备同时全面的电网参数测量和负载的能力,没有起到一个很好的安全保护作用,并不能完全保障使用者的安全性。故此,在这个设计中我需要对普通家庭中的插座进行升级改化,单片机是我们对继电器的控制的核心内容,而且可以随着我们的意愿设置而设定。
(二)智能插座的国内外发展现状
以美国谷歌和苹果为首的巨头开始研发这一内容,随着今年苹果推出的智能网关就可以直接和家庭中的插座节能灯窗帘等连成一体。在发达的西方国家他们对智能家居的理念理解比我们更加深刻。并且在智能插座这个上面做的好的还是以为外国公司为主比如飞利浦、贝尔金(Belkin WeMo)等等,国内也有好的公司比如POLYHOME、贝尔金(Belkin WeMo)、Huntkey航嘉智能插座等,国外的压力不断渗透进我们国家的这一行业中。
(三)本文主要研究内容
这一部分将确立各项设计的大概内容是什么,考虑到每一个模块所展现的功能以及是否实现所需要的性能。在我的这个手机里面,首先我得明确得知道市场上现在需要什么类型得插座,然后我在对这些需求进行设计好比那句话“人民需要什么,五菱就造什么”。所以我对市场需求分析然后我结合需求利用单片机和一些得模块组装结合设计出新得智能插座,最主要得就是选择廉价的元器件为后期的量化做准备。我的设计需要控制app可以控制插座定时以及预约开关等功能。
一、元器件选择
(一)智能插座相关介绍
我这次设计智能插座不仅仅需要电焊和程序知识,而且需要大一的模拟电路 数字电路 物联网等知识。其中这个设计中的单片机需要我格外处理,毕竟是最核心的大脑;插座的信息交互和数据吞吐量决定了它的上限,通过单片机接收到云平台的数据从而控制继电器的开关。
(二)元器件的介绍
1.STM32F103微控制器
我所选用的STM32F103微控制器,是意法半导体公司所推出的优秀微控制器,而且这个控制器有着很多高级集成电路所需要的开发能力,但是我的这款设计并不需要这个样子的。并且这个控制器包括定时器的外设有CAM.ADC.SPI.USB.UART等,这里面有着传统的外设和新式的外设种类比较繁多,对于电的需求不是很大。STM32F产品在市场上的定位属于中低端的微型处理器,所以在设计中采用的比较多,为价格低廉。这些芯片有三类容量:小容量(16K和32K)、中容量(64K和128K)、大容量(256K、384K以及512K)。(见图11)

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