安徽大学
课程设计报告
（嵌入式课程设计）
题目：多功能智能插座设计报告
学生姓名（学号）：陈超（P7*******）董芳（P7*******）
陆天乐（P7*******）叶旭媛（P7*******）张欣（P7*******）曲畅（P7*******）于子潇（P7*******）课程院（系）：电子信息工程学院物联网工程系
指导老师姓名：刘瑜职称/学位：副教授
指导老师所在单位：安徽大学电子信息工程学院
完成时间：2014年12月
多功能智能插座设计报告
摘要:
智能家居是物联网的主要应用之一，它将实现家居的智能化和信息化。智能插座是智能家居的重要组成部分，它具有供电远程控制、用电状态监测、通信组网等功能，目前市场上的智能插座功能还达不到智能家居系统的要求，因此我们需要设计出新型智能插座。我们设计的智能插座主要利用arduino单片机及esp8266串口WIFI等模块，不仅可以做到传统的过载保护，供电定时预约还可以利用微信平台与家用电器实现交互控制，实现远程遥控，借助微信平台还可实现社交物联网，该产品随着智能家居系统的推广，将拥有良好的市场前景。
本文首先介绍了传统的几种智能插座及其功能，并提出了一种新型的智能插座设计方案。从其系统设计方案上介绍了其功能以及其组成部分，并分硬件和软件部分详细的介绍了多功能智能插座的设计方案。
关键字：智能插座； arduino； esp8266串口wifi；蓝牙
目录
1 引言 (1)
2 智能插座发展现状 (1)
3 系统设计方案 (2)
3.1 智能插座的功能 (2)
3.2 智能插座设计实现 (3)
4 硬件设计方案 (3)
4.1 单片机的选择与简介 (4)
4.1.1相关参数 (4)
4.1.2 供电方式 (4)
4.1.3 输入输出口简介 (5)
4.2 ESP8266串口WIFI模块简介 (5)
4.3 HC05蓝牙模块简介 (6)
4.4 按键电路 (7)
5 软件设计方案 (7)
5.1 程序分析 (8)
5.1.1 延时程序的设计 (8)
5.1.2 按键部分 (9)
5.1.3 按键扫描部分 (9)
5.1.4 继电器的开关控制 (10)
5.1.5 红外传感器障碍物检测 (11)
5.2 软件调试 (11)
6 小结 (12)
1 引言
智能插座的未来发展是成为智能家居的组成部分智能家居是物联网的重要应用，它将融合自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体，将各种家庭设备如家电设备、照明系统、安防系统、网络家电等通过智能家庭网络联网实现自动化。
本文介绍了多功能智能插座的功能和设计方法，它具有智能控制、本地监测、通信组网等多种功能，将满足智能家居系统和物联网的发展需求。智能插座的应用不能单一实现，它必须与智能家居系统相配套，并在系统中发挥作用。随着智能家居系统的快速发展，智能插座的应用将越来越广泛。市场现有的绝大多数插座不具备任何智能功能，极少所谓的智能插座，也只具备定时开关功能，无法对非正常状况进行监测与断电控制，不具备真正的智能功能，并且价格昂贵现有的插座已经不能适应各方面的需要，多功能的智能插座有着强大的市场需求。为此，本文研究了一种以arduino单片机为信息处理核心的多功能智能插座，这种插座具有过流过压保护、定时开通、定时关断、远程控制及电量监控远程查询等功能。
2 智能插座发展现状
传统的电源插座功能仅是分配多路电源，而智能插座除具备该功能外，还具有智能化的特点，普通插座和智能插座从外形到功能均有较大不同，如图一所示为智能插座与普通插座的对比图。
智能插座普通插座
图一：智能插座与普通插座对比图
目前市场上已经出现了多种不同功能的智能插座，
主要可以分为以下几类：
（1）漏电保护型智能插座。该类插座具有漏电保护、超限断电等功能，当发现超过一定幅值的电流未与零线构成回路，认为漏电并立刻切断供电，同时在输入电压过高、用电负荷异常时可自动切断电源，保护电器。
（2）定时型智能插座。该类插座主要为用户分时用电而设计。例如在电价便宜时启动电热水器、洗衣机等工作，从而节约电费。该类插座一般具有时钟功能，可对插座中的每一个插口进行编程，控制电源定时开断。
（3）主路控制型智能插座。该类型插座一般有一个主路，其它为辅路。如电脑主机断电后，判断出该主路无电流，则切断整个插座的电源，这样当电脑关机后，可以将辅路上的其他设备如显示器、音箱等也进行断电，从而减少待机功耗，提高用电安全性。
（4）遥控型智能插座。插座中的每一路都可以由无线遥控器进行远程控制，该类插座一般需要同时配一个无线遥控器，通信方式一般为红外或小无线，也可声控。
（5）计量型智能插座。这类插座的功能类似于单相多功能电表，它可以计量插座中用电设备的电压、电流、功率、电能值等。该类插座一般配有按键和LCD 屏，也可将数据传送到电脑上，分析设备的用电情况。图1中的智能插座即为此类。
由以上几类智能插座的分析可以得知，智能插座内部均集成了微处理器芯片，可进行智能处理，但目前的智能插座设计以提供单一的保护、监测或控制为主，产品功能较为单一，很难实现信息化和远程控制，还无法达到智能家居系统的应用要求。
3 系统设计方案
3.1 智能插座的功能
为满足智能家居系统的需求，我们需要设计出新型的智能插座，其必须具有智能化、信息化的特点，除具有电源分配功能外，还应该具备以下功能：
（1）过载及漏电保护功能。当用电器超出预设阈值时，自动切断电源，以实现对家用电器及线路的保护。
（2）定时预约功能。可利用按键输入定时时间，使智能插座在某一时间节点时打开或关闭电源。如：利用按键设置开电源定时时间3小时，关电源定时时间4小时，则在设置定时3小时之后主控器会自动控制开继电器，在设置定时4小时后，主控器会自动控制关继电器，以实现供电的定时预约功能。
（3）远程控制功能。结合蓝牙，串口WIFI等通信模块实现近距离或远距离的自动化控制，实现远程实时打开或关闭家用电器。通过开发与微信平台的接口，
无论你身在何方，利用微信公众号输入指令即可完成对家用电器设备的控制。
（4）用电量监测功能，可实现实时远程查看在某一时间节点后的耗电量及当前设备的功率。可在微信公众好号中输入对应的指令，完成对相关信息的查询。
3.2 智能插座设计实现
如下图(2)所示，我们设计的智能插座由以下几个部分构成：
?主控制器
?通信模块
?按键电路
?信号检测模块
?传感器模块 ?继电器控制部分
图2 智能插座系统结构图
(1)主控制器：主控制器主要由一片arduino 单片机构成，是整个智能插座的核心，负责整个系统的测量、控制、通信、管理，arduino 单片机是一款开源的8bit 处理器，兼容性比较强，开发难度较为容易，因此在本课程设计中以arduino 单片机作为核心芯片。
(2)通信模块：智能插座通过无线通信模块与主控制器进行数据交互，我们设计的智能插座利用esp8266串口WIFI 模块以及蓝牙模块作为通信模块，实现远程控制插座的通断电以及将主控器采集的功率等数值传上互联网实现，利用微信公众好可查看相关数据以及完成家电设备的控制。
(3)按键电路：采用单按键的输入方式触发外部中断,用于开启定时模式，以及完 成定时时间的设定。
(4)信号检测模块：输入的电压、电流强电信号先通过分压电阻、锰铜片等转换为弱电信号，再输入给专用的计量芯片，如ATT7022B ，其内部具有A/D 转换、数字运算电路，可自动完成多路电压电流有效值、功率等计算，生成的数据由MCU 抄取后处理。
(5)传感器模块：由于本系统中很多模块都会耗电，在无人使用时可关掉总电源，因此可用主动式红外模块监测智能插座是否有人使用，若无人使用，则关掉电源，已达到节电的目的。
(6)继电器模块：继电器是利用单片机高低电平控制插座通断电的桥梁，可实现小电压控制大电压。
4 硬件设计方案 负载 继电器模信号测量 传感器 按键电路
通信模块 UART 主控制器
4.1 单片机的选择与简介
如下图所示为本课程设计所使用arduino单片机的实物图，arduino单片机版本众多，本课程设计使用的是arduino UNO，下面对arduino UNO进行简单介绍。
图3 arduino单品机实物图
4.1.1 相关参数
?处理器 ATmega328
?工作电压 5V
?输入电压（推荐） 7-12V
?输入电压（范围） 6-20V
?数字IO脚 14 (其中6路作为PWM输出）
?模拟输入脚 6
?IO脚直流电流 40 mA
? 3.3V脚直流电流 50 mA
?Flash Memory 32 KB （ATmega328，其中0.5 KB 用于 Bootloader）?SRAM 2 KB （ATmega328）
?EEPROM 1 KB （ATmega328）
?工作时钟 16 MHz
4.1.2 供电方式
Arduino UNO可以通过3种方式供电，而且能自动选择供电方式
?外部直流电源通过电源插座供电。
?电池连接电源连接器的GND和VIN引脚。
?USB接口直接供电。
电源引脚说明
?VIN --- 当外部直流电源接入电源插座时，可以通过VIN向外部供电；也可以通过引脚向UNO直接供电；VIN有电时将忽略从USB或者
其他引脚接入的电源。
?5V --- 通过稳压器或USB的5V电压，为UNO上的5V芯片供电。
? 3.3V --- 通过稳压器产生的3.3V电压，最大驱动电流50mA。
?GND --- 地脚。
4.1.3 输入输出口简介
14路数字输入输出口：工作电压为5V，每一路能输出和接入的最大电流为40mA。每一路配置了20-50K欧姆内部上拉电阻（默认不连接)。除此之外，有些引脚有特定的功能：
?串口信号RX（0号）、TX（1号）: 与内部ATmega8U2 USB-to-TTL 芯片相连，
提供TTL电压水平的串口接收信号。
?外部中断（2号和3号）：触发中断引脚，可设成上升沿、下降沿或同时触发。
?脉冲宽度调制PWM（3、5、6、9、10 、11）：提供6路8位PWM输出。
?SPI（10(SS)，11(MOSI)，12(MISO)，13(SCK)）：SPI通信接口。
?LED（13号）：Arduino专门用于测试LED的保留接口，输出为高时点亮LED，
反之输出为低时LED熄灭。
?6路模拟输入A0到A5：每一路具有10位的分辨率（即输入有1024个不同值），
默认输入信号范围为0到5V，可以通过AREF调整输入上限。除此之外，有些引脚有特定功能：
?AREF：模拟输入信号的参考电压。
?Reset：信号为低时复位单片机芯片。
4.2ESP8266串口WIFI模块简介
ESP8266是一款高度集成的芯片，该芯片
专门针对无线连接的需求而开发，是一个完整
且自成系统的Wi-Fi 网络解决方案。它能够搭
载软件应用，也能通过另一个应用处理器卸载
所有的Wi-Fi网络功能。ESP8266具备强大的
片上处理和存储功能，这使其可通过GPIO口
集成传感器及其他应用的特定设备，既缩短前
期开发时间，也最大限度减少运行中系统资源
的占用。ESP8266 高度片内集成，仅需极少的
外部电路，而其包括前端模块在内的整个解决
图4 ESP8266串口WIFI模块方案，可将设计中PCB 所占的空间降到最
低。
产品特性：
?SDIO 2.0、SPI、UART接口
?32-pin QFN 封装
?集成 RF 开关、 balun 、LNA 、24 dBm PA 、DCXO 和电源管理单元（PMU ） ?集成 RISC 处理器、片上存储器和外部存储器接口
?集成 MAC/基带处理器
?高品质的服务管理
?高保真音频应用所需的 I2S 接口
?所有内部供电均包含片上低压差线性稳压器
?专有的无杂散时钟生成架构
?集成 WEP 、TKIP 、AES 和 WAPI 引擎
产品规格：
?802.11 b/g/n
?Wi-Fi Direct (P2P)、soft-AP
?集成 TCP/IP 协议栈
?集成 TR 开关、balun 、LNA 、PA 和匹配网络
?集成PLL 、稳压器、DCXO 和电源管理单元
?802.11b 模式下 +19.5dBm 的输出功率
?小于 10uA 的断电泄露电流
?集成低功耗 32 位 CPU ，可以兼作应用处理器
?SDIO 1.1/2.0、 SPI 、UART 接口
?STBC 、 1×1 MIMO 、2×1 MIMO
?A-MPDU & A-MSDU 聚合 & 0.4ms 的保护间隔
?2ms 之内唤醒并传递数据包
?待机状态消耗功率少于 1.0mW (DTIM3)
4.3 HC05蓝牙模块简介
HC05蓝牙模块与属于HC 民用级串
口蓝牙模块。可用于各种带蓝牙功能的
电脑、蓝牙主机、手机、PDA 等智能终
端配对，兼容单片机系统。当主从模式
两个蓝牙模块配对成功后，
可以取代串口线通讯为无线蓝牙。
HC05蓝牙模块的主要参数如
表1所示，与单片机的连接如图6所示。
图5 HC05蓝牙模块
表1 HC05蓝牙模块参数说明：
接口TTL电平，兼容3.5V/5V单片机波特率4800-1382400，默认9600 通讯距离10米（空旷环境）
对外接口6pin排针
工作电流配对中：30—40mA 未通讯：1—8mA 通讯中：5—30mA
图6 单片机与蓝牙模块的连线图
4.4 按键电路
如图(7)所示即为按键电路的原理图，
当按键按下时I/O口会接收到一个由高电平到低电平的下降沿，在中断前将I/O 口的电位赋为高电平，中断发生时会有一个由高到低的跳变，中断完成后再将I/O 口复为高电平等待下一次跳变，用多个按键即可触发多个中断完成智能插座的相关设置。
图7 按键电路原理图
5软件设计方案
软件设计主要实现插座上没有连接电器时自动断电、用户可远程控制插座的通断电、用户可手动设置让插座定时通断电这三个功能。用Arduino语言先书写相应的程序块，以函数的形式体现，然后在主程序中调用这些函数。
程序部分主要包括延时部分、按键部分、按键扫描部分继电器控制部分和蓝
智能家居整体解决方案 智能系统设计范围： 本设计包含的系统为：智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电动窗帘（百叶窗、气窗）、背景音乐、环境监测（红外亮度、然气感应）、视频监视、集中控制和远程WEB控制等。并且，以上所有系统都不是独立的，而是和其他系统相互联系，融合为一个统一的整体，并相互响应，做到真正意义上的智能。 智能系统设计的原则： 用户需要操作方便，功能实用，外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能，能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。 系统功能描述： 以下，我们跟据房型结构，设计的智能家居系统：区域： 主楼一层：大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、主卧室及阳台、洗衣间、卫生间、楼梯、后门厅. 主楼二层: 二层休闲厅、主卧室及阳台、主卫、次卫、儿童房、书房及阳台.
1、大门 设备设置：电子锁、门口设置可视对讲门口机、夜视防水摄像机、门磁 功能描述： ①可视对讲门口机实现访客和主人的对讲，并有留言和保存图像功能。 ②大门处另外设置具有夜视功能的彩色摄像机，以方便主人可以通过电视、触摸屏、Internet 随时观察大门处的影像，并记录保存20天。 ③门磁与报警主机联接，可在第一时间防范非法闯入. 2、门厅
设备设置：二路调光模块、可视智能终端机、6键场景触控面板、彩色触摸屏。 功能描述： ①主人在入户门口，押下智能门锁的指纹辨识器，入户门打开。 ②进门后进行安防系统撤防；出门时安防系统布防。 ③安防系统报警，布防LCD屏幕上显示报警区域。 ④6键场景触控面板“在家模式”，灯光受控制，“离家模式”，关闭所有的灯光，空调,灯光电器自动设定到节能模式或关闭,离家设防,回家撤防。 ⑤可视智能终端，完成与访客对讲，开门功能。 ⑥通过彩色触摸屏，平面图，浏览别墅中的各个系统；控制各个区域的灯光；查看视频监视；调节客厅空调温度；设定背景音乐系统； 3、客厅/餐厅
2015届本科毕业论文（设计）智能蓝牙插座设计 学生姓名： 所在院系： 所学专业： 导师姓名： 完成时间：
智能蓝牙插座设计 摘要 随着现代通信技术的不断进步，蓝牙技术作为短距离通信技术的一种，逐渐应用于人们的日常生活中。本文研究的是基于手机蓝牙的智能插座设计，主要是基于安卓智能手机，借助于智能手机的应用程序通过手机蓝牙控制插座电源的开关、定时开关、显示时间等。设计方案主要包括插座硬件电路设计和软件程序设计两部分。本设计为插座的无线控制提供了一种方案，也给设计其它智能家居无线控制提供借鉴意义。 关键词：蓝牙、智能手机、智能插座
Smart Bluetooth socket design Abstract With the advances of modern communications technology, Bluetooth technology as a short-range communications technology, increasingly used in people's daily lives.This paper is based on the smart phone Bluetooth socket design is mainly based on Android smartphones, by means of smart phone applications via mobile phone Bluetooth control socket power switch, timer switch, display time.Design includes socket hardware circuit design and software design in two parts.The design for the socket wireless control provides a program, but also to design other smart home wireless control provides reference. Keywords: Bluetooth；smart phones；smart socket
设计提纲 《智能插座的设计》论文概述 一、文献综述 1.前言 该论文详细阐述了家电管家的概念、创新性、工作原理、设计方案、社会应用价值等。 家电管家是一个由手机APP加一个智能插座的科技产品。手机上的APP通过蓝牙来连接智能插座，简单的操作APP按钮，实现对家用电器的智能化、安全化控制。 第一点：节能环保 家用电器通常大多数时间处于待机状态，造成很大的电能浪费，据统计一个普通家庭的待机功耗相当于其一个月的用电量，这还仅仅是一个家庭。相比之下智能插座不需要来回的插拔、不需要机械开关、就可以实现对家用电器电源的通断电，以达到节能环保的目的。 第二点：安全用电 多次的插拔造成插座不牢固、接触不良、极易产生电弧（电弧的危害极大），自动控制插座孔的通断电可以省去插拔电源次数，降低了电弧产生的可能性，降低了因电弧发生火灾的概率，大大提高了插座的使用寿命。 将不使用的插孔及时的自动闭合，减少了电磁辐射对人们身体的损害，父母再也不用担心孩子乱触碰电源插座等造成的安全问题。 第三点：智能、方便 可以通过手机APP来设定用电器工作时间，可以设定在何时去工作。 在APP中可以添加或减少控制任务，比如何时控制饮水机烧水、控制电饭煲做饭、控制手机、平板等移动设备的充电时间（省去插拔的麻烦）、控制WiFi的工作时间等等。同时检测因不明原因造成的用电器断电，即时传送到手机上，及时提醒人们发现。 亦可以通过APP来搜寻、添加设备实现对多个插座的控制。
目录 第一章引言................................................................................................................................ - 2 - 1.1 设计背景...................................................................................................................... - 2 - 1.2 总体设计概述.............................................................................................................. - 2 - 1.3 文本结构...................................................................................................................... - 3 - 第二章电源设计方案................................................................................................................ - 3 - 2.1 各种电源电路介绍...................................................................................................... - 3 - 2.2 桥式整流电路的设计.................................................................................................. - 3 - 第三章控制电路设计方案...................................................................................................... - 4 - 3.1 MCU的选择与应用....................................................................................................... - 4 - 3.2 继电器的选择.............................................................................................................. - 5 - 3.3 三极管驱动原理.......................................................................................................... - 5 - 3.4 无线传输控制.............................................................................................................. - 6 - 第四章电路设计的问题及PCB设计要求.............................................................................. - 7 - 4.1 如何最大限度的降低功耗.......................................................................................... - 7 - 4.2 元器件的选择与承受功率问题.................................................................................. - 7 - 4.3 PCB设计的要求与规则............................................................................................... - 7 - 4.4 整体电路图.................................................................................................................. - 9 - 4.5 PCB图：..................................................................................................................... - 10 - 第五章软件设计...................................................................................................................... - 11 - 5.1设计概述..................................................................................................................... - 11 - 5.2 使用到的MCU资源.................................................................................................... - 11 - 5.3 定时程序.................................................................................................................... - 11 - 5.4主程序及其算法......................................................................................................... - 12 - 第六章 APP的设计............................................................................................................... - 16 - 6.1 APP的开发概述......................................................................................................... - 16 - 6.2 应用程序.................................................................................................................... - 16 - 6.3 程序库........................................................................................................................ - 16 - 6.4 设计要求.................................................................................................................... - 16 - 第七章整体设计调试、外观设计.......................................................................................... - 18 - 7.1 整体测试技术指标.................................................................................................... - 18 - 7.2 外观整体设计............................................................................................................ - 18 - 结论 ......................................................................................................................................... - 19 - 参考文献：................................................................................................................................ - 20 - 附录B:实物、演示效果图....................................................................................................... - 21 -
插座底座设计正文（有全套图纸）
目录 摘要 (1) 前言 (2) 1.塑件工艺分析及塑料的选用 (3) 1.1 塑件工艺分析 (3) 1.2 塑料的选用 (3) 2.模具种类与模具设计的关系 (7) 3.模具的基本结构 (8) 3.1 模具的成形方法 (8) 3.2 型腔的布置 (8) 3.3 确定分型面 (8) 3.4 确定推出方式 (9) 3.5 模具的结构形式 (9) 4.注射机的选择 (11) 5.注塑机参数校核 (12) 5.1最大注射量校核 (12) 5.2 锁模力校核 (12) 5.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 (12) 5.4 模具闭合高度校核 (13) 5.5 开模行程校核 (13) 6.模具设计的有关计算 (14) 7.模具结构、尺寸的设计计算 (16) 7.1型腔结构 (16) 7.2型芯结构 (16) 7.3 选择浇注系统 (17) 7.4 冷却系统的设计 (21) 7.5导向机构 (24) 7.6拉料杆 (25) 7.7推出结构的计算 (26) 7.8模具排气槽设计 (27) 8.塑料注射模具技术要求及总装技术要求 (28) 8.1零件的技术要求 (28) 8.2总装技术要求 (28) 结论 (30) 致谢 (31)
摘要 塑料模具在当今社会越来越广泛的应用，从电脑、手机、饮料、台灯、水笔、水盆等方面应用极其广泛，可以说从我们的吃穿住行都离不开它。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 本次的毕业设计是花插座底盘的注塑模的设计，该模具有重量轻、耐腐蚀老化、绝缘性好、强度高、使用寿命长，制作方便、价格低廉等特点，可用于双孔、三孔插座。 依据产品的数量和塑料的工艺性能确定了以双分型面注塑模的方式进行设计。模具的型腔采用一模四腔平衡布置，浇注系统采用点浇口成形，推出形式为四推杆推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中参考了大量的文献，还在互联网上查找资料，设计过程比较完整。 关键词双分型面注射模具插座聚甲醛。
智能插座项目 第一章项目总论 一、项目名称及承办单位 1、项目名称：智能插座项目 2、项目建设性质：新建 3、承办企业名称：XXX有限公司 4、项目负责人：AA 二、项目拟建地址 项目建设地址：XXXXXX 三、可行性研究的目的 本可行性研究报告对该项目所涉及的主要问题，例如：资源条件、原辅材料、燃料和动力的供应、交通运输条件、建设规模、投资规模、生产工艺和设备选型、产品类别、项目节能技术和措施、环境影响评价和劳动卫生保障等，从技术、经济和环境保护等多个方面进行较为详细的调查研究。通过分析比较方案，并对项目建成后可能取得的技术经济效果进行预测，从而为投资决策提供可靠的依据，作为该项目进行下一步环境评价及工程设计的 基础文件。 本可行性研究报告具体论述该项目的设立在经济上的必要 性、合理性、现实性。技术和设备的先进性、适用性、可靠性。
财务上的盈利性、合法性。环境影响和劳动卫生保障上的可行性。建设上的可行性以及合理利用能源、提高能源利用效率。为项目法人和备案机关决策、审批提供可靠的依据。 本可行性研究报告提供的数据准确可靠，符合国家有关规定， 各项计算科学合理。对项目的建设、生产和经营进行风险分析留有一定的余地。对于不能落实的问题如实反映，并能够提出确实可行的有效解决措施。 四、可行性研究报告编制依据和范围 （一）项目可行性报告编制依据 1、中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划。 2、《产业结构调整指导目录（2011年本）》。 3、《投资项目可行性研究指南（试用版）》。 4、《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）。 5、南京市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要。 6、XXX有限公司提供的《智能插座生产项目建议书》。 7、XXX有限公司提供的相关技术文件和有关数据。 &国家、省、部关于智能插座生产技术规范和有关规定等。 9、国家现行有关政策、法规和标准等。 （二）可行性研究报告编制范围 本可行性研究报告的内容和深度依照国家发展和改革委员会依据国家产业发展政策和有关部门的行业发展规划以及公司实际情况，按照项目的建设要求，对项目的实施在技术、经济、社会和环境保护等领域的科学性、合理性和可行性进行研究论证。研究、分析和预测国内外市场供需
系统硬件电路图： 一、电源部分（降压整流）&CS5460A电压电流采集电路： 电路说明： 1. 由于实际功率信号不能完全符合正弦曲线，为预防数值波动，设定电源线电压和电源线电流的有效值分别为250V和20A时，我们需要将电压有效值和电流有效值寄存器设置为0．6。因此当RMS寄存器的值设置为0．6时，输入电平为0．6×250＝150mV。 由此可以算出传感器增益常数： Kv=150mV/250V=0.0006 Ki=150mV/20A=0.0075Ω 由此确定互感器比率。 2.由市电压降压整流为5V电压的芯片没有找到。
二、5V-3.3V 降压芯片（TPS73033）外围电路 IN EN OUT FB GND TPS73033 Vout Vin 1uF 1uF NR 0.01uF 15pF 51K Ω 30.1K Ω 三、电池驱动芯片（BQ24070芯片）外围电路 420 IN Vcc GND TMR ISET2STAT2STAT114 2023GND 19PG CE MODE 18 98Vref OUT OUT OUT SYSTEM BAT BAT TS 1 1516 175612Batter Pack BQ24070 DPPM ISET1Vss 13 1011 33K 21K 10uF 1uF 电路说明： 1. 管脚2,3电池充电状态输出。原本打算设计为与两个LED 指示灯相连用于指示BQ24070对电池充电的状态。指示灯状态如下： 上次老师开完会后对该设计的建议为：做一个指示灯即可，用由红->黄->绿的颜色改变来指示充电电池状态。
四、CS5460A和CC2430连接图 电路说明： CC2430管脚分配： P0.0-P0.7 P1.0-P1-7 P2.0-P2-4 共21个I/O口。其中P2.3和P2.4固用。 P0口用于和LCD驱动芯片并行传输数据。 P1口复用，用于和CS5460A传输数据命令、和LCD驱动芯片传输控制命令以及给继电器控制命令。 P2口用于按键控制。 五、LCD驱动芯片ST7565与CC2430连接图 并行接口，P/S=1. 51MPU8080系列，C68=0
毕业论文（设计） 题目基于单片机的智能插座的设计 姓名学号 所在院(系) 专业班级 指导教师 完成地点
基于单片机的智能插座的设计 作者: ） 指导教师： [摘要]：本文主要描述了一个定时插座的设计与制作。定时插座可以弥补现实生活中普通插座功能的不足，能够通过外设按键设置两组开关定时时段和6组倒计时定时，同时也能够通过红外遥控进行无线控制，使外接电器可以按照一定规律工作，既可以达到智能控制的目的，又在很大程度上起到节能的作用。 [关键词]：STC89C52;定时;插座;红外;继电器
The design of timing socket based on microcontroller Author: () Tutor: Abstract: This paper mainly describes the design and production of a timing socket. The timing socket could compensate for the shortage of the common socket .It also could set any timing in a day and six groups of fast timing by the key. At the same time, it could also be remotely controlled by infrared controller, so that home appliances could work on rules. In this way, it can achieve the purpose of being intelligently controlled and will largely save the electric energy. Keywords: STC89C52; Timing; Socket; Infrared; Relay
科研训练报告 姓名：黎俞池 专业年级： 08光测（2）班 学号： 3108002435 指导教师：刘伟 时间：2012 年 2 月25 日
一、本设计课题背景和意义 随着科学技术的进步，家用电器及办公用电设备的普及度越来越大，技术含量也越来越高，加之随人们收入的提高，家用电器使用到越来越多的方面去了。因而用到的电能分配要求也越来越高。同时各种电器在方便人们的生活的同时，也存在安全隐患，导致引起火灾。据公安和消防部门有关资料显示，全国平均每天发生火灾358起，其中电器火灾占30%以上，其主要原因是超负荷、短路、电弧等。事故的发生与家用电器的插座密切相关。因此，研制出当家用电器出现安全隐患之时能及时切断电源的智能插座至关重要。 现如今市场的绝大多数出插座都不具备任何智能功能，极少所谓的“智能插座”也只是具备定时通断功能，而无法对非正常状况进行监测与断电控制，不具备真正的智能功能，并且性价比也不高。现有的插座已经不能适应各方面的需要，功能新颖的插座有着强大的市场需求。为此，我们将研究一种新型智能插座具有重要意义。本设计作品属于计量型智能插座。插座功能类似于单相多功能电表。设计思想为设计以微功耗单片机89C51为信息处理核心配有按键和LCD显示屏的智能插座。插座具有累计电量、计算有功、温度检测、过载保护、定时通断、自动报警、状态提示等智能功能。 二、本设计课题的主要设计内容、预期设计结果和拟解决的关键问题 主要设计内容：电子智能插座硬件系统由状态检测模块、单片机系统模块、电源模块、硬件时钟模块等组成。其中状态检测模块包括三个部分：温度检测、电压检测、电流检测。电子智能插座软件系统采用模块化设计结构，主要有信号采集和处理模块、键盘管理模块。LCD显示模块、定时模块和插座继电器动作控制模块。电子智能插座的外形设计等。 设计框图如下图： 电压检测模块 电流检测模块 温度计检测模块 电源模块89C52 单片机 通断控制电路 LCD显示屏 A D 转 换 按键
智能插座系统方案 关键词: 智能插座 节能 功率测量 智能家居 物联网 智能插座简介 伴随着移动4G网络的全面发展，以及WIFI网络的大范围覆盖，智能家居逐渐走入了人们的家庭生活中。智能插座作为智能家居里面不可缺少的辅助电器，一直受到智能家居厂家的关注。智能插座又可以称为WIFI插座，在普通插座的功能基础上延伸了许多功能，如防雷击，防短路，防过载，防漏电，配合智能手机的APP应用，可以实现远程开关控制、定时开关、随时了解家电设备的使用状况。 智能插座还能够根据使用电力的场所，推测人的动线。例如，如果浴室照明长时间开着，家庭服务器便会发出警告。如果家中只有一位老年人独居，还可根据利用电热水壶的状况，将其健康状况变动相关信息通知给居住在远处的家人。 智能插座即有节能功能，又具有智能控制功能。目前市场上用户体验较好的产品是博联Broadlink的SP2智能插座和欧瑞博的WIFI智能插座。 。 智能插座主要实现的功能: 1、具有短路保护、过载保护、漏电保护、防雷击功能； 2、通过手机APP实现远程控制功能:实时开关、定时开关； 3、掌握电气设备状态:累计通电时间、即时功率、用电量； 通过与服务器间信息反馈，还可以扩展更多的功能，如电气设备监测，智能省电等功能。
智能插座系统原理框图 硬件设计 智能插座模块主要由五个小模块组成，分别为电源模块、计量模块、MCU模块、无线模块、继电器控制模块,各模块功能如下: 1、电源模块：采用AC-DC开关电源，将交流220V转化成5V，为主板提供电源； 2、计量模块：检测负载电器的电压、电流、功率,采用单颗电能计量芯片检测，计量 芯片有Cirrus logic的CS5463，ADI 的ADE7755，HLW的HLW8012都具有测量功率、 电压、电流的功能，计量芯片对负载交流电压信号和负载电流信号进行采样，经内 部DSP算法处理后，以脉冲方式输出功率值、电压有效值、和电流有效值； a)电流采样：负载电流流经锰铜电阻，因为锰铜电阻的电阻值是固定不变的，所 以不同的负载电流，锰铜电阻两端产生的压降不一样，计量芯片通过采集锰铜 电阻两端的压降值，实现电流信号的采样。 b)电压采样：交流电零线信号经电阻分压后，输入到计量芯片的电压检测通道， 通过芯片内部集成的DSP算法实现电压信号的采样。 3、MCU模块：智能插座的智能控制部分，采集到电能数据，进行分析处理，通过无线 模块和服务器联网，发送和接收服务器的数据和指令，一般采用低功耗的MCU，如 TI的MSP430； 4、无线模块：有WIFI、Zigbee、ZWave几种主流通讯协议，由1颗无线通讯芯片和1 颗ARM芯片构成，连接服务器，进行数据传输； 5、继电器控制模块:控制负载电器电源的接入和断开； 软件设计 智能插座与传统插座的区别还在于可以通过手机APP实现智能化控制。智能插座方案软件分为上位机软件和下位机软件。上位机软件指的是手机APP应用程序，实现人机交互的功能;下位机软件是硬件底层程序，实现电能数据的采集、电器控制功能。 上位机软件设计
摘要 (1) 前言 (2) 1.塑件工艺分析及塑料的选用 (3) 1.1 塑件工艺分析 (3) 1.2 塑料的选用 (3) 2.模具种类与模具设计的关系 (7) 3.模具的基本结构 (8) 3.1 模具的成形方法 (8) 3.2 型腔的布置 (8) 3.3 确定分型面 (8) 3.4 确定推出方式 (9) 3.5 模具的结构形式 (9) 4.注射机的选择 (11) 5.注塑机参数校核 (12) 5.1最大注射量校核 (12) 5.2 锁模力校核 (12) 5.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 (12) 5.4 模具闭合高度校核 (13) 5.5 开模行程校核 (13) 6.模具设计的有关计算 (14) 7.模具结构、尺寸的设计计算 (16) 7.1型腔结构 (16) 7.2型芯结构 (16) 7.3 选择浇注系统 (17) 7.4 冷却系统的设计 (21) 7.5导向机构 (24) 7.6拉料杆 (25) 7.7推出结构的计算 (26) 7.8模具排气槽设计 (27) 8.塑料注射模具技术要求及总装技术要求 (28) 8.1零件的技术要求 (28) 8.2总装技术要求 (28) 结论 (30) 致谢 (31)
塑料模具在当今社会越来越广泛的应用，从电脑、手机、饮料、台灯、水笔、水盆等方面应用极其广泛，可以说从我们的吃穿住行都离不开它。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 本次的毕业设计是花插座底盘的注塑模的设计，该模具有重量轻、耐腐蚀老化、绝缘性好、强度高、使用寿命长，制作方便、价格低廉等特点，可用于双孔、三孔插座。 依据产品的数量和塑料的工艺性能确定了以双分型面注塑模的方式进行设计。模具的型腔采用一模四腔平衡布置，浇注系统采用点浇口成形，推出形式为四推杆推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中参考了大量的文献，还在互联网上查找资料，设计过程比较完整。 关键词双分型面注射模具插座聚甲醛。
基于单片机的智能插座设计毕业论文 目录 中文摘要........................................................... I 英文摘要.......................................................... II 前言............................................................ III 1 整体方案设计及选择 (1) 2 元件介绍 (2) 2.1 STC15F408AD单片机 (2) 2.2 DS1302时钟芯片 (3) 2.3 BT136晶闸管 (6) 2.4 光耦MOC3022 (7) 2.5 电流互感器 (8) 3 硬件电路设计 (9) 3.1 显示模块设计 (9) 3.2 时钟模块设计 (10) 3.3 按键模块设计 (11) 3.4 电流检测模块设计 (12) 3.5 晶闸管控制模块设计 (13) 3.6 电源模块设计 (14) 4 软件设计 (16) 4.1 主程序设计 (16) 4.2 显示子程序设计 (17) 4.3 时钟子程序设计 (18) 4.4 按键子程序设计 (19) 4.5 电流检测子程序设计 (20) 5 Protel DXP电路板制作 (22)
6 系统调试 (22) 6.1 硬件电路部分调试 (23) 6.2 软件部分调试 (23) 6.3 调试结果 (24) 结论 (25) 结束语 (26) 致谢 (28) 参考文献 (29) 附录1 实物照片 (30) 附录2 原理图 (31) 附录3 PCB图 (32) 附录4 源程序 (33) 附录5 元器件清单 (38)
基于单片机的智能插座的设计含电路图设计
毕业论文（设计） 题目基于单片机的智能插座的 设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期：
使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
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。 智能插座作为智能家居中举足轻重的角色，最早在1984年由某发达国家建造的 世界史上第一栋智能建筑提出概念，该国家电子工业协会在四年后拟定了首个能 够很适用各家各户住宅的电气设计标准；我国进入上世纪90年代末期后，有关 标准也进行了制定。知名企业公司董事长宣布的“维也纳计划”，该方案在某些程 度上很好的解决了中国数字生活家电的问题，为中国后来的智慧城市发展奠定了 夯实的一步。21世纪初期的中国并不对智能家居这个新概念抱有多大希望，国内甚至在十年内都没人愿意去品尝这块大蛋糕。直到2014年，BroadLink公司的崛起，眼红了一大堆国内企业家。渐渐的，“米家”等其他称呼的涌现，让社会都开 始感受智能生活带来的便捷。推动了中国往智能化现代，智慧城市的规划的大跨步！当前市场随着过多企业的加入，智能插座的开发与应用越来越广泛，就连叫 法都五花八门：无线插座、智能接线板、WiFi插座等等不计其数。然后市场上的 智能插座主要有如下几种：
1.调研目的与背景 了解红外自学习型智能插座市场情况，指导后续分体节能方案方向。 2.智能插座简介 无线智能空调控制器可用于分体式空调的远程管理、电量监测、工作状态管理与检测等领域。本智能控制器和智能主机配合，可对空调进行远程管理与能耗统计。智能空调控制器自身具备抑制瞬流、过压、高次谐波等功能，通过自带的红外遥控功能控制空调的工作状态，可远程直接切断空调电源；无线智能空调控制器具有抗干扰能力强、耐高压冲击、防雷、性能稳定、寿命长等优点。当检测到电流过载时自动切断负载，预防空调设备火灾事故的发生。 图1.常见红外自学习型插座接线原理图
3.智能插座市场分析 3.1主流的厂家及其方案 3.1.1上海微悦科技有限公司 上海微悦科技有限公司作为上海微系统所在物联网领域的产业化载体，加快推进上海微系统所物联网技术成果的产业化，致力于将已有的技术和标准优势转化为大规模应用和产业化优势。公司依托上海微系统研究所物联网技术，专注于建筑楼宇节能、智慧园区、智能照明三大领域，为用户提供舒适、低碳、绿色的智能生活，并以传感技术为基础，为智能安防、智能交通、智能水务和智能消防行业应用提供互联网技术解决方案、平台建设和系统集成服务。 产品型号 MS-SA101-AC 产品功能 MS-SA101-AC插座式空调控制器，集成 了智能插座、用电计量、红外遥控功能， 实现对空调的本地控制和在线控制，及空 调的全自主运行。 远程控制，在线管理； 用电计量，能耗监测； 定时开关，策略管理； 温度监测，自动调节； 人体感应，人走关机。 1)自动探测环境温度并实施空调控制：采集环境温度, 根据设置的温度条件, 自动启动空调制冷或制热。 2)可外接多个人体感应探头：自动判断人体进入, 为空调控制提供更加严格的依据, 除了温度条件外, 当现场有人时开启空调. 3)多种控制方式：控制器可以通过内置参数对被控设备进行控制, 也可以通过网络与管理电脑连接, 实现对外围设备的控制。 4)多时段设置：控制器具有多时段控制功能, 可以在不同时段对不同目标实施不同的控制方式, 例如下班后强制关闭空调和局部照明等。 5)急速温变报警：为防止人为非正常方式干预, 系统自动判断温度的急剧变化, 一旦发现强制切断电源, 如果与上位机连接时实时通过网络报警。
比较全的一套智能家居设计方案 智能系统设计范围： 本设计包含的系统为：智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电动窗帘（百叶窗、气窗）、背景音乐、环境监测（红外亮度、然气感应）、视频监视、集中控制和远程WEB控制等。并且，以上所有系统都不是独立的，而是和其他系统相互联系，融合为一个统一的整体，并相互响应，做到真正意义上的智能。 智能系统设计的原则： 用户需要操作方便，功能实用，外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能，能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。 系统功能描述： 以下，我们跟据房型结构，设计的智能家居系统： 区域：主楼一层：大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、主卧室及阳台、洗衣间、卫生间、楼梯、后门厅. 主楼二层: 二层休闲厅、主卧室及阳台、主卫、次卫、儿童房、书房及阳台. 1、大门 设备设置：电子锁、门口设置可视对讲门口机、夜视防水摄像机、门磁 功能描述： ①可视对讲门口机实现访客和主人的对讲，并有留言和保存图像功能。 ②大门处另外设置具有夜视功能的彩色摄像机，以方便主人可以通过电视、触摸屏、Internet 随时观察大门处的影像，并记录保存20天。 ③门磁与报警主机联接，可在第一时间防范非法闯入. 2、门厅 设备设置：二路调光模块、可视智能终端机、6键场景触控面板、彩色触摸屏。 功能描述： ①主人在入户门口，押下智能门锁的指纹辨识器，入户门打开。 ②进门后进行安防系统撤防；出门时安防系统布防。 ③安防系统报警，布防LCD屏幕上显示报警区域。 ④6键场景触控面板“在家模式”，灯光受控制，“离家模式”，关闭所有的灯光，空调,灯光 电器自动设定到节能模式或关闭,离家设防,回家撤防。 ⑤可视智能终端，完成与访客对讲，开门功能。