2020年智能插座開題報告

智能插座開題報告姓名：黎俞池專業(yè)年級：08光測（2）班學號：3108002435指導教師：劉偉時間：年月日一、本設計課題背景和意義隨著科學技術的進步，家用電器及辦公用電設備的普及度越來越大，技術含量也越來越高，加之隨人們收入的提高，家用電器使用到越來越多的方面去了。因而用到的電能分配要求也越來越高。同時各種電器在方便人們的生活的同時，也存在安全隱患，導致引起火災。據(jù)公安和消防部門有關資料顯示，全國平均每天發(fā)生火災358起，其中電器火災占30%以上，其主要原因是超負荷、短路、電弧等。事故的發(fā)生與家用電器的插座密切相關。因此，研制出當家用電器出現(xiàn)安全隱患之時能及時切斷電源的智能插座至關重要?，F(xiàn)如今市場的絕大多數(shù)出插座都不具備任何智能功能，極少所謂的“智能插座”也只是具備定時通斷功能，而無法對非正常狀況進行監(jiān)測與斷電控制，不具備真正的智能功能，并且性價比也不高?，F(xiàn)有的插座已經(jīng)不能適應各方面的需要，功能新穎的插座有著強大的市場需求。為此，我們將研究一種新型智能插座具有重要意義。本設計作品屬于計量型智能插座。插座功能類似于單相多功能電表。設計思想為設計以微功耗單片機89C51為信息處理核心配有按鍵和LCD顯示屏的智能插座。插座具有累計電量、計算有功、溫度檢測、過載保護、定時通斷、自動報警、狀態(tài)提示等智能功能。二、本設計課題的主要設計內(nèi)容、預期設計結果和擬解決的關鍵問題主要設計內(nèi)容：電子智能插座硬件系統(tǒng)由狀態(tài)檢測模塊、單片機系統(tǒng)模塊、電源模塊、硬件時鐘模塊等組成。其中狀態(tài)檢測模塊包括三個部分：溫度檢測、電壓檢測、電流檢測。電子智能插座軟件系統(tǒng)采用模塊化設計結構，主要有信號采集和處理模塊、鍵盤管理模塊。LCD顯示模塊、定時模塊和插座繼電器動作控制模塊。電子智能插座的外形設計等。各模塊作簡單介紹：1、電源模塊因電路需要直流電壓供應，一般晶管放大電路需要正負12V，單片機需要5V電壓。因而需要設計電源從220V電壓的家庭用電轉化為直流電源供電路工作。主要需考慮的是輸出電壓的穩(wěn)定性和功耗。初步考慮使用整流電橋電路或者阻容降壓電路。2、電壓和電流檢測模塊電壓和電流的檢測相對簡單。電路分別如下圖：其中電流的測量也可以用電流互感器測量。3、溫度檢測模塊溫度檢測可選用數(shù)字溫度傳感器或者直接使用數(shù)字溫度傳感器。4、AD轉換及單片機模塊此部分電路主要實現(xiàn)對采集的電壓、電流及溫度信號轉換成數(shù)字信號，并通過單片機對其計算處理從而能在LCD上顯示數(shù)據(jù)，并且控制繼電器通斷以達到限制功率安全保護的功能。初步選用STC89C52單片機及其組成的電路。5、軟件模塊程序設計采用模塊化結構，主要有信號采集和處理模塊、鍵盤管理模塊、LCD顯示模塊、定時模塊和插座動作控制模塊。插座上電后，系統(tǒng)進行初始化。初始化程序主要完成對單片機專用寄存器的設定，單片機工作方式及各端口的工作狀態(tài)的設置。系統(tǒng)初始化之后進入主循環(huán)，進行狀態(tài)檢測，即溫度、電流、電壓檢測，并在LCD上顯示檢測結果。當單片機得到的溫度信號、電流信號或電壓信號超過一定的限度，單片機會立即通過蜂鳴器和LCD報警，并控制繼電器切斷負載回路。此外，若用戶開啟節(jié)能功能，當電流值小于某一規(guī)定值時，單片機將進入休眠模式節(jié)電。預期設計結果：電子智能插座將實現(xiàn)對用電設備的全面監(jiān)控。這種插座具有累計電量、計算有功、溫度檢測、過載保護、定時通斷、自動報警、狀態(tài)提示等智能功能。可用于空調、冰箱、及微波爐等家用電器的監(jiān)控，也可以作為教