STM32下智能插座系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究

1、STM32下智能插座系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究 摘要：為解決在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速開(kāi)展背景下對(duì)智能插座的需求以及其所存在的平安隱患，文中設(shè)計(jì)了一款具有功耗低、抗干擾才能強(qiáng)等功能的智能插座系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)自主設(shè)計(jì)的光控模塊與用戶(hù)數(shù)據(jù)終端進(jìn)展高效通信，完成對(duì)電量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)的及時(shí)反響，有效解決了平安問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)插座的智能控制。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)展測(cè)試和驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)可以有效防止因誤操作而發(fā)生直接觸電的情況，并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)插座的遠(yuǎn)程控制等功能，到達(dá)了預(yù)期效果。關(guān)鍵詞：智能插座；光控；遠(yuǎn)程控制；電量監(jiān)測(cè)；實(shí)時(shí)性；平安性0引言隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)開(kāi)展，各種電器已進(jìn)入人們的日常生活，因此電源插座用量隨之增長(zhǎng)，但目前市

2、場(chǎng)上的插座產(chǎn)品質(zhì)量不一、功能不全，無(wú)法滿(mǎn)足人們節(jié)能控制的需求，比方，電動(dòng)車(chē)電池在充電過(guò)程中，為了保護(hù)電池防止過(guò)充，可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)充電時(shí)間，待電池充滿(mǎn)后自動(dòng)斷電；家中WiFi可以在晚間人們休息時(shí)自動(dòng)斷電，早晨自動(dòng)開(kāi)啟等。根據(jù)以上要求，本文設(shè)計(jì)了一種基于STM32的智能插座，該插座既可根據(jù)用戶(hù)的用電習(xí)慣設(shè)定斷電時(shí)間和開(kāi)啟時(shí)間，也可以根據(jù)充電需要設(shè)定充電時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)還可以對(duì)用電量進(jìn)展檢測(cè)，或根據(jù)外界條件實(shí)現(xiàn)對(duì)插座通斷電的控制等。系統(tǒng)平臺(tái)框圖如1所示。1智能插座硬件模塊設(shè)計(jì)該插座系統(tǒng)將STM32作為控制核心，詳細(xì)包括AC輸出控制模塊、無(wú)線通信模塊、電源變換模塊、微控制器單元模塊和定時(shí)開(kāi)關(guān)等。1.1AC

3、輸出光源控制模塊。為確保使用平安，插座內(nèi)部的每一組簧片上都有獨(dú)立的發(fā)光體、光感應(yīng)元件以及控制AC輸出的繼電器模塊，根據(jù)插孔是否同時(shí)有插頭插入來(lái)判斷是否接通電源。發(fā)光體模塊采用不設(shè)置聚光鏡的LED發(fā)光二極管，光感應(yīng)元件采用光敏二極管。光感應(yīng)元件的信號(hào)輸出端與微控制器模塊的信號(hào)輸入端連接，微控制器的輸出端通過(guò)以三極管作為開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路與繼電器模塊【5】連接；根據(jù)插座需要，可設(shè)置多個(gè)繼電器模塊，且每一個(gè)繼電器的常開(kāi)觸頭分別與插座電纜、對(duì)應(yīng)組的簧片連接。光控AC輸出控制電路框圖如圖2所示。1.2無(wú)線通信模塊。無(wú)線通信模塊采用具有功耗低、通信間隔 長(zhǎng)和抗干擾才能強(qiáng)等特點(diǎn)的LoRa模塊【6】實(shí)現(xiàn)插座的無(wú)線

4、控制功能。利用微處理器控制該模塊的通信模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)傳輸控制功能，通過(guò)無(wú)線電與 連接，用于設(shè)置該智能插座的通斷時(shí)間。LoRa模塊電路原理如圖3所示。1.3電源變換及電量檢測(cè)模塊。電源模塊采用輸入的交變電AC220V，經(jīng)變換后輸出DC5V和DC3.3V至隔離電源模塊，電源模塊原理如圖4所示。該模塊可輸出穩(wěn)定電壓為發(fā)光體、接收模塊、微控制器及繼電器等供電；對(duì)插座輸出的電量進(jìn)展檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電的智能提醒及控制；將每天所使用的電量情況通過(guò)LoRa模塊以短信方式發(fā)送給用戶(hù)。2智能插座軟件模塊設(shè)計(jì)2.1AC輸出光源控制模塊軟件設(shè)計(jì)。插座AC是否有輸出，需要根據(jù)外界條件的變化進(jìn)展斷定，程序流程如圖5所示。2.2無(wú)線通信模塊軟件設(shè)計(jì)。無(wú)線通信模塊采用LoRa模塊進(jìn)展數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。1當(dāng)模塊接收到數(shù)據(jù)后，先將待接收的數(shù)據(jù)讀入模塊的接收緩沖區(qū)，根據(jù)接收的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)接收時(shí)間，確保數(shù)據(jù)接收的完好性。模塊接收數(shù)據(jù)的流程如圖6所示。2在模塊進(jìn)入發(fā)送形式時(shí)，STM32需先將待發(fā)送數(shù)據(jù)寫(xiě)入模塊的發(fā)送緩沖區(qū)，待數(shù)據(jù)完全寫(xiě)入緩沖區(qū)后，開(kāi)啟中斷發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送流程如圖7所示。3結(jié)語(yǔ)本文設(shè)計(jì)的智能插座系統(tǒng)利用無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)插座的智能控制，具備遠(yuǎn)程關(guān)斷和開(kāi)啟功能，同時(shí)，插座還可以進(jìn)展用電量的檢測(cè)統(tǒng)計(jì)，并通過(guò)相應(yīng)的無(wú)線模塊將