STM32下智能插座系統(tǒng)設(shè)計探究

1、STM32下智能插座系統(tǒng)設(shè)計探究 摘要：為解決在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速開展背景下對智能插座的需求以及其所存在的平安隱患，文中設(shè)計了一款具有功耗低、抗干擾才能強(qiáng)等功能的智能插座系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過自主設(shè)計的光控模塊與用戶數(shù)據(jù)終端進(jìn)展高效通信，完成對電量的實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)的及時反響，有效解決了平安問題，實現(xiàn)了對插座的智能控制。通過對系統(tǒng)的功能進(jìn)展測試和驗證發(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，并且實現(xiàn)了對插座的遠(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；實時性；平安性0引言隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)開展，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，但目前市

2、場上的插座產(chǎn)品質(zhì)量不一、功能不全，無法滿足人們節(jié)能控制的需求，比方，電動車電池在充電過程中，為了保護(hù)電池防止過充，可以根據(jù)需要設(shè)計充電時間，待電池充滿后自動斷電；家中WiFi可以在晚間人們休息時自動斷電，早晨自動開啟等。根據(jù)以上要求，本文設(shè)計了一種基于STM32的智能插座，該插座既可根據(jù)用戶的用電習(xí)慣設(shè)定斷電時間和開啟時間，也可以根據(jù)充電需要設(shè)定充電時長，同時還可以對用電量進(jìn)展檢測，或根據(jù)外界條件實現(xiàn)對插座通斷電的控制等。系統(tǒng)平臺框圖如1所示。1智能插座硬件模塊設(shè)計該插座系統(tǒng)將STM32作為控制核心，詳細(xì)包括AC輸出控制模塊、無線通信模塊、電源變換模塊、微控制器單元模塊和定時開關(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)插孔是否同時有插頭插入來判斷是否接通電源。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)元件的信號輸出端與微控制器模塊的信號輸入端連接，微控制器的輸出端通過以三極管作為開關(guān)的驅(qū)動電路與繼電器模塊【5】連接；根據(jù)插座需要，可設(shè)置多個繼電器模塊，且每一個繼電器的常開觸頭分別與插座電纜、對應(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無線通信模塊。無線通信模塊采用具有功耗低、通信間隔 長和抗干擾才能強(qiáng)等特點的LoRa模塊【6】實現(xiàn)插座的無線

4、控制功能。利用微處理器控制該模塊的通信模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)傳輸控制功能，通過無線電與 連接，用于設(shè)置該智能插座的通斷時間。LoRa模塊電路原理如圖3所示。1.3電源變換及電量檢測模塊。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；對插座輸出的電量進(jìn)展檢測，實現(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LoRa模塊以短信方式發(fā)送給用戶。2智能插座軟件模塊設(shè)計2.1AC輸出光源控制模塊軟件設(shè)計。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無線通信模塊軟件設(shè)計。無線通信模塊采用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)長度設(shè)計數(shù)據(jù)接收時間，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，STM32需先將待發(fā)送數(shù)據(jù)寫入模塊的發(fā)送緩沖區(qū)，待數(shù)據(jù)完全寫入緩沖區(qū)后，開啟中斷發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送流程如圖7所示。3結(jié)語本文設(shè)計的智能插座系統(tǒng)利用無線模塊實現(xiàn)了對插座的智能控制，具備遠(yuǎn)程關(guān)斷和開啟功能，同時，插座還可以進(jìn)展用電量的檢測統(tǒng)計，并通過相應(yīng)的無線模塊將