文档介绍：引言
正所谓科技改变生活,随着科技的进步和生活水平的提高,人们生活当中对智能化技术的需求也更加普遍;因为城市化的进步,人们的生活也更加节奏化,对于家居生活用电设备,未来更是向解放人类的时间方向去发展,包括对节能省电,对用电安全,对自动管理用电设备等的需求也日益凸显;在日常生活中,我们发现有这样一些情况:单一插头的用电器控制其能耗有些麻烦,如人离开房间却忘记关掉电脑电视,像这样导致其长时间工作耗电,浪费能源,损伤机器;有些情况人无法及时关闭电源导致浪费,如电瓶车充电、自动温控饮水机等。能源危机迫使人类设计更节能的用电设备,科技工作者开发出各种更加先进,更加节能的用电设备和电源插座。目前市场上已经出现多种有节能功能的插座,从各种途径来减少各种电器的待机功耗。但是社会是进步的,人们的需求也是进步的,所以多功能的智能型插座的发展还有很长的路。
1 展开课题研究的背景分析
智能插座的现状与发展
因为现代人的生活相对于过去更加的忙碌或者更加的多样化,所以更加需要更好地管理自己的做事时间,不必把时间花在一些琐碎的事情上面。好比如对于用电设备的管理,传统插座因为功能简单,有时满足不了人们需要。比如上班族想在下班回家之后就有煮熟的饭菜在等着自己回来;还有像如今比较多使用的电动车,电车充电一般是8个小时左右,充电时间过长则会对蓄电池有损耗,充电时间不足则电池充不满;一般是白天使用晚上充电,但是如果总是为了能够较好的管理充电时间而让人费时费力晚上从家里去车库给电车充电,那是很麻烦的,而且有时也会忘记做这件事,导致第二天电车无电可用。或者是家中电器因人离开而长时间开着也是浪费电,而没有人注意去关掉。基于这一思想我们提出了本课题,家用智能插座设计。首先考虑采要能实现插座的定时开关功能(什么时间自动接通通电,多长时间之后断开),第二可以监控用电设备的功率和测量用电情况,第三还可以监控插座上面用电设备的状态,当某个设备短路时超过功率设定上限值则会自动切断电路而不至于影响其他设备,当电脑或其他设备长时间处于待机状态无人使用时则自动切断电路达到节约电能的目的。智能插座适用于所有的家居电器如手机,电脑,电饭煲,电车等。因此研究智能插座具有很大的实用意义。
随着科技水平的提高,电子器件的制造工艺的提高和价格的走低,使单片机这样具有高集成度、体积小、可靠性高,控制功能强、低电压,低功耗等特点的低价微机芯片得到了普及,被广大群众所接受,运用到各类电子产品当中。所以本次制作的智能插座就以微机控制系统为控制核心,其具有下列特点:具有定时功能。如今城市化的生活使得人们的生活方式逐渐发生了改变,人们在外面呆的时间更多,社交活动更多,所以对于做事的效率就更加需要注重,比如对于家中电器的管理等。如我们需要给电瓶车充电,我们现在用智能插座可以定时管理,让插座在自己设定的时间自动充电,设定的时间自动断开,而不必让人再跑去车库操作。有功率测量和电能计量功能。功率测量就是让用户能更直观的看到当前用电设备的功率,而电能测量则可以清楚用电设备在使用过程中消耗的电能,好比如我们为电车充电,充电一晚上之后到底耗了多少电,花了多少电费,智能插座都可以给你记录,配合定时管理功能可以达到节约电能作用。具有过高过低功耗时自动切断供电的功能。当用电设备老化或其它原因发生短路时有可能会危及人生安全,这时可以通过智能插座设定功率上限,发生意外则可以自动切断电路。具有显示屏和按键输入功能。精确显示时间,显示用电设备功率和消耗的电能等,按键则可以让人们可以自己设定需要的数值,有按键有显示才算是一个基本的用户交互产品。制作简单,成本低。采用微机控制系统,成本低,体积小,不需要专人指导,用户可自行安装使用。
智能插座的开发意义
采用单片机技术,实现微机控制智能插座,目前市场上同类产品比较少,本设计针对用户日常需求来设计功能,算是颇有针对性。同时因为采用微机控制技术,成本低,体积小,安装简便。具有定时设定功能能,用电设备功率和用电量测量,设定功率上下限以保护线路自动切断,液晶显示和用户按键输入等功能。相信如此功能丰富,价格合理,体积小巧的智能插座会在市场上受到欢迎。
2 方案论证与选定
方案一
基于单片机的智能插座系统设计。因为单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU和随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能、(可能还包括显示驱动电路、和脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等其他电路)集成到一块硅片上而构成的一个小而完善的计算机系统。其特点是:合适实时控制和操作任务、可预测的执行周期、擅长中断处理,外部异步事件处理能力强、I/O口控制功能丰富等。
因为单片机I/O口控制功能