基于ESP8266的智能插座的設(shè)計(jì)

字文珊

摘要：本文介紹的是一種基于單片機(jī)的物聯(lián)網(wǎng)插座，可以通過(guò)掌上設(shè)備安卓手機(jī)控制的插座，通過(guò)檢測(cè)模塊溫濕度，設(shè)定閾值，控制四路繼電器的輸出，繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)接入插座控制終端設(shè)備，從而構(gòu)建結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)成本低，是一種較好的智能插座的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);閾值;繼電器控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TM503.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2020）05-0001-02

0引言

追逐舒適便捷成為智能家居的一致追求，也是智能插座控制系統(tǒng)的基本目標(biāo)。利用本系統(tǒng)可以對(duì)家電設(shè)備進(jìn)行掌上集中控制和管理，可以隨時(shí)隨地獲取當(dāng)前家電設(shè)備的最新?tīng)顟B(tài)，感知家庭環(huán)境溫度和濕度狀況。本課題將建立一低成本的基于Andmid手機(jī)與單片機(jī)無(wú)線通信，通過(guò)App圖文界面設(shè)計(jì)，可在掌上設(shè)備中實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭電器設(shè)備的遙控以及家庭環(huán)境狀況監(jiān)測(cè)的智能插座控制系統(tǒng)。

1掌控智能插座系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的智能插座分為控制端和手機(jī)App端兩部分。設(shè)計(jì)思路如圖1所示，控制端設(shè)計(jì)了單片機(jī)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、無(wú)線通信模塊，繼電器模塊。插座聯(lián)通各終端設(shè)備形成小型的智能控制系統(tǒng)等。插座部分由繼電器控制，繼電器的一組常開(kāi)觸點(diǎn)接入其火線L端，根據(jù)溫濕度檢測(cè)結(jié)果或定時(shí)要求開(kāi)啟或閉合，本次設(shè)計(jì)電路中設(shè)置四路繼電器。

2掌控插座硬件設(shè)計(jì)

2.1主控芯片與最小系統(tǒng)電路

本次設(shè)計(jì)采用XTALl、XTAL2兩端口外接自激振蕩器，元件C1、C2選取30pF容值。

2.2電源電路

單片機(jī)、檢測(cè)元件及繼電器需要+SV電壓，而WiFi模塊需要+3.3V電壓供電因此電路中接入AMS1117-3.3，輸出+3.3V電壓為wifi模塊供電。接線圖如圖2所示。

2.3檢測(cè)電路

溫濕度檢測(cè)，采用單總線元器件DHT11，引腳2：（DATA），為串行數(shù)據(jù)，如圖3所示。該數(shù)據(jù)口與單片機(jī)P1.O相連接，另外如果測(cè)量范圍較小，不到20米，可接10kO電阻到+5vN，作為上拉電阻。

2.4繼電器輸出電路

繼電器的驅(qū)動(dòng)電路由三極管實(shí)現(xiàn)，當(dāng)溫濕度或煙霧濃度超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，單片機(jī)的P1.2-P1.4相應(yīng)的端口輸出低電平，三極管導(dǎo)通，繼電器得電線圈吸合，從而使相應(yīng)的插座導(dǎo)通，控制后面的負(fù)載工作，繼電器輸出控制電路如圖4所示。

2.5通信模塊

ESP8266模塊負(fù)責(zé)提供Wifi熱點(diǎn)，使插座的控制系統(tǒng)與Android建立通訊關(guān)系，通過(guò)串口Wifi模塊，傳統(tǒng)的串口設(shè)備就能接人無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，在使用過(guò)程中可在軟件中設(shè)置或者修改密碼，通信接口電路如圖5所示。

2.6顯示模塊

溫濕度傳感器獲得的數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)顯示，接口電路如圖6N示，四路通道控制的插座狀態(tài)顯示在顯示屏中，本設(shè)計(jì)采用的是1602液晶屏，控制端口利用單片t0120傳送數(shù)據(jù)。

2.7報(bào)警電路

插座得電導(dǎo)通時(shí)，蜂嗚器短嗚一聲提示導(dǎo)通。溫濕度超限時(shí)，為了排除干擾或誤操作，采用連續(xù)三次短嗚聲報(bào)警，并且延時(shí)2s再打開(kāi)繼電器，報(bào)警電路圖圖7所示。

3手機(jī)端APP設(shè)計(jì)思路

智能插座在手機(jī)端開(kāi)發(fā)包括UI界面及與通信軟件的開(kāi)發(fā)，以及用于控制插座通斷的功能模塊的設(shè)計(jì)。開(kāi)發(fā)過(guò)程通過(guò)多進(jìn)程設(shè)計(jì)，如圖8所示。

4結(jié)語(yǔ)

本次設(shè)計(jì)采用低成本芯片設(shè)計(jì)的掌控插座，人機(jī)交互方便，通過(guò)插座即可完成某種應(yīng)用場(chǎng)景的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)具有模塊化的特點(diǎn)，適用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及單片機(jī)案例學(xué)習(xí)。