低功耗智能插座的设计与实现开题报告

 2020-02-18 06:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着科技的发展,物联网成为当下时代的一条可发展道路,而智能家居是物联网的主要应用之一。本次所设计的智能插座正是智能家居的一种,主流看法认为“智能”是指具有人类部分或者全部智慧特征。IEC/TC61家用电器技术委员会对“智能”的认识侧重于电器是否能模拟人的思维进行相应的操作,所以在我国目前市面上的智能插座而言,还不能达到智能家居的要求,所以智能插座的设计与研究迫在眉睫,在我国的市场方面也有巨大的前景。

物联网(Internetof things)是来自欧盟的定义,本质上来说是在互联网上的延伸和扩展,是互联网继信息的HUB(搜索引擎)、人际关系的HUB(社交网站)之后的第三个典型应用-物品的HUB(物联网)。这项技术并不年轻,从上世纪末开始,传感器技术、无线传输技术和数据处理的发展为物联网的发展打下了坚持的基础。在我国现阶段中,大量的商家进军物联网,但是由于物联网的需求并没有像互联网那么大,属于锦上添花的事物,所以在一阵热潮过后,市场出现了短暂的缓冲期,但是如果随着技术的进一步开发,降低成本并开发出物联网更多的用途,在我国市场一定会有很大的空间。

关于本次设计所要求的智能插座作为物联网的重要一环,目前市场已经有了基础雏形,大致上拥有断电保护、待机自动断电等基础功能。但是本次设计的智能插座利用51单片机进行设计,通过稳压电路对电流进行稳定,能够作为稳定的电源,又通过反馈电路和报警电路使之能够应对突发情况。智能插座即实现了家居智能化水平,又降低了家电的耗电水平,还将安全系数提升了一个档次,十分实用。通过51单片机对智能插座进行设计,既能保证他的安全性,又能减少功耗,一举多得。

2. 研究的基本内容与方案

本次基于51单片机的智能插座主要思考路线如下,由于本次设计需要满足以下三个条件:(1)能实现电路保护,及全程惊醒电流监控并报警;提供过载保护;(2)能实现智能化节能,自动检测待机电流,经过一定延时时间,可自动将电器电源完全切断,使家用电器的待机功耗将至0W;(3)设计精细滤波保护,实现超稳定的纯净电源输出。故本智能插座需要在51单片机上进行扩展,该系统大致由模数转换模块、反馈模块、稳压模块和单片机模块大致组成,其结构框图如下:



滤波电路模块



















模块具体功效如下:

(1)单片机模块:控制模块主要组成部分为51单片机,通过51单片机与收发器模块进行串行通信,并用其控制收发器模块的工作模式和串口输入输出,从而调整收发状态。

(2)模数转换模块和电流转换电压模块:主要作用将电流转换为电压,然后通过模数转换器输出位8位2进制数,再通过51单片机的液晶显示屏显示数字就可以做到监控电流。

(3)反馈电路:通过反馈电路可以及时发出警报并切断电路。

(4)滤波电路模块:可以保证输出稳定的电流电压,使之作为一个稳定的电源。

3. 研究计划与安排

第1周—第2周 搜集资料,明确研究内容,了解理论知识;

第3周—第4周 确定方案,撰写开题报告;

第5周—第6周 了解本次设计所需要的技术支持,学习相关知识;

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4. 参考文献(12篇以上)

  1. varghese, l., joseph, m., unnikrishnan, l. i-socket an intelligent advanced low costpower saving socket[j]. electrical, electronics and computer science (sceecs),2014 ieee students' conference on

  2. hyunjeong lee , wan-ki park , il-woo lee. a home energy management system forenergy-efficient smart homes. computational science and computationalintelligence (csci), 2014 international conference on

  3. 徐伟.智能插座在智能家居系统中的设计和应用[j]. 中国仪器仪表. 2010(10):45-47

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