基于arduino uno的智能插座设计

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1、基于ArduinoUNO的智能插座设计智能插座是智能家居的重要组成部分。设计的智能插座以ArduinoUNO为核心，由处理器模块、以太X通信模块、输出。ArduinoUNO有一个16MHz的晶振和一个用来复位的按键，提供一个电源插孔和一个USB接口，另外还有一个ICSPheader。ArduinoUNO可以通过不同的的传感器对环境感知测量，电路板上的微控制器能够通过编程写入程序，以二进制的形式烧写到单片机的微控制器中。基于Arduino单片机来设计的设备可以只采用Arduino单片机一种独立模块，当然也可以搭配一些其他的在电脑上运行的软件。2.2以太X

2、模块以太X模块采用bps以太X控制器。主要应用于高集成、高稳定、高性能和低成本的嵌入式系统中。使用W5100可以实现没有操作系统的Inter连接，可以与IEEE802.310BASE-T和802.3u100BASE-TX兼容。2.3Wi-Fi模块Wi-Fi模块是基于Uart接口的符合Wi-Fi无线X络标准的嵌入式模块，内置无线X络协议IEEE802.11协议栈以及TCP/IP协议栈，能够实现用户串口或TTL电平数据到无线X络之间的转换。2.4继电器模块继电器是自动化领域最常用到的一种弱电控制强电的电器设备。本智能插座设计使用的是信号继电器，一个三极管来

3、驱动继电器。在继电器电路内部线圈两端添加二极管来吸收线圈断电情况下所产生的反电势，以达到防止干扰的目的。上图中AB为常开触点，AC为常闭触点。2.5电源模块电源模块将市电转换为电压为5V的直流电，为各个系统提供电源。智能插座的电源系统要求对电X质量适应性强、工作稳定、体积小。本次设计采用的是以7805为核心的电源变换模块，最大输出电流为1A。电源部分还设计了USB充电功能，可以为等设备充电。2.6电能传感模块电能传感模块的设计以ADE7755为核心，在保证低成本、小体积的同时，又具有高精度和高可靠性，其技术指标超过了IEC1036规定的要求。在工作时，

4、ADE7755通过两个16位二阶Σ-△模数转换器(ADC)将电压和电流信号数字化，将电流和电压的瞬时信号直接通过内部乘法器得到瞬时功率信号，该信号经频转换器得到与平均有功功率成正比的频率信号，经CF引脚输出。3软件设计智能插座软件设计分为ArduinoUNO编程设计和APP设计两部分。3.1ArduinoUNO编程设计ArduinoUNO软件开发采用C语言进行编程，使用ArduinoIDE1.05进行编译，USB转串口线连接计算机进行烧写。软件系统包括X络配置程序、X络数据接收程序、继电器控制程序、电能传感接收程序、充电控制程序等。X络配置程序将智能插

5、座与因特X连接。继电器控制程序根据APP发出的指令、或者电能传感接收的状态控制继电器开关。电能传感接收程序读取电能传感器检测到的经过A/D转换的电流、电压值，并将该数据传送到处理器中，处理器将该数据与预设的电流、电压阈值进行比较。X络数据接收程序通过W5100以太X模块接受来路由器上的DHCP服务器的数据，进行X络配置。3.2APP设计智能插座联X后，ArduinoUNO具备X络服务功能，可以通过APP直接读取继电器状态、电流电压数值等智能插座的各种状态信息，也可以向处理器发送控制指令。本次设计只设计了基于Andriod的APP，采用Eclipse进行

6、开发。主要由用户身份认证、智能插座连接、智能插座状态指示、开关控制、定时控制等功能模块组成。用户身份认证通过集中的服务器平台认证用户身份;智能插座连接将APP和ArduinoUNO的服务器连接，实现数据读取和控制;智能插座状态指示显示插座上每一路插孔的开关状态，点击该指示，可以进行状态转换，实现手动控制。为防止误操作，改变插座开关状态时，需要进行一次确认。定时控制功能可以设置每一路插座通断时间，实现计划供电。4设计总结本设计只是实现了智能插座的基本功能。未来还要在小型化、集成化、稳定性等方面进行改进。同时，基于电力的X络连接、集中式的插座控制和状态和检

7、测、用电量的大数据分析等功能也可以在此基础上实现。另外，系统信息安全保护也要充分考虑。：谭笑玥张鹏飞：电子技术与软件工程2016年19期