一種帶紅外遙控功能的智能插座的設(shè)計與實現(xiàn)

任峰++屈璟++崔志誠

摘要：目前市面上主流智能插座通過WIFI接入互聯(lián)網(wǎng)后，僅能遠程控制插座的通斷，無法控制需要紅外遙控的家電的二次上電。限制了其在日常生活中的使用場景。本文基于STC單片機，利用紅外學習模塊和串口轉(zhuǎn)無線模塊設(shè)計了一款帶紅外遙控功能的智能插座，通過紅外學習模擬家電的遙控器，以達到解決空調(diào)、電視等家電的二次上電問題。

關(guān)鍵詞：智能插座；紅外學習；二次上電

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）32-0180-01

目前國內(nèi)家用電器中電視、空調(diào)等家電大多采用紅外遙控的方式，其通電后僅處在待機模式，需要通過紅外遙控器使其工作。而市面上在售的智能插座僅能夠通過控制插座的開關(guān)來達到控制家電的通斷電的目的，對于設(shè)備通電后的二次上電無能為力，并不能實現(xiàn)真正的智能控制，從而大大限制了使用場景[1]。本文提出了一種基于STC單片機的帶紅外遙控功能的智能插座設(shè)計方案，該智能插座能夠?qū)译姷募t外控制器按鍵進行學習，其具有存儲共計128個按鍵、掉電保存等特性，能夠?qū)崿F(xiàn)大部分主流家用電器的紅外控制，解決了現(xiàn)有智能插座的二次上電問題，拓展了其使用場景，極大便利了日常生活。

1 系統(tǒng)整體框架

1.1 系統(tǒng)工作的基本原理

整個系統(tǒng)由主控制器、WIFI模塊、紅外學習模塊、OLED顯示器、溫濕度傳感器構(gòu)成[2]。其系統(tǒng)整體框架如圖1所示，該智能插座系統(tǒng)的工作流程如下：

圖1 系統(tǒng)的整體框架

1） 紅外學習過程。在系統(tǒng)運行的狀態(tài)下，通過手機APP利用WIFI模塊向主控制器發(fā)送學習指令，主控器將指令傳送至紅外學習模塊，紅外模塊進入學習模式，此時將設(shè)備的遙控器對準紅外學習模塊，按下電源鍵，此時該設(shè)備的電源鍵的紅外碼值就被被紅外學習模塊記錄并存儲。學習完成后，通過手機APP向主控制器發(fā)送紅外發(fā)射指令，主控制器將指令傳輸至紅外學習模塊，紅外學習模塊發(fā)射紅外信號，設(shè)備做出相應(yīng)動作，學習成功。

2） 設(shè)備控制過程。完成學習的智能插座，在接入設(shè)備后，在手機APP端點擊插座開關(guān)按鈕，主控制器接收指令后，驅(qū)動三極管，使繼電器吸合從而使插座導(dǎo)通，完成一次上電。然后在手機APP端的設(shè)備遙控界面點擊剛剛進行學習過的按鈕，向主控制器發(fā)送指令，主控制接收指令后，驅(qū)動紅外模塊發(fā)射紅外信號，控制設(shè)備啟動，完成二次上電。

1.2 系統(tǒng)的基本功能

1）插座控制，該智能插座系統(tǒng)，通過I/O口驅(qū)動三極管來控制繼電器的吸合和斷開，從而達到可以控制插座通斷的功能。

2）紅外遙控，通過紅外學習模塊實現(xiàn)對家電紅外遙控器按鍵的學習和存儲，再通過紅外發(fā)射器發(fā)射紅外信號，從而達到可以控制家電二次上電的目的。

3）定時功能，通過手機APP可以設(shè)定插座的工作區(qū)間，在指定的時間打開或關(guān)閉設(shè)備。

2 軟件功能實現(xiàn)以及測試效果

本智能插座系統(tǒng)通過安卓手機APP進行遠程控制，手機APP采用易安卓平臺進行開發(fā)，易安卓是在易語言的基礎(chǔ)上向移動平臺過渡的過程中誕生的，其發(fā)布于2013年6月，定位于基于安卓系統(tǒng)下的APP開發(fā)的全中文安卓編程語言，本語言的安卓APP代碼編寫非常符合國人的編程思維，極易上手。易安卓平臺可以進行可視化編程，避免了傳統(tǒng)Eclipse需要大量代碼以及難以理解的問題，編寫一些簡單的安卓APP非常迅速，大大縮短開發(fā)時間[5]。

易安卓提供了大量組件進行應(yīng)用，除了傳統(tǒng)的文本框、按鈕之外，還提供了與安卓契合的網(wǎng)絡(luò)模塊、傳感器模塊等，可以隨意調(diào)用，只需將組件拖入到可視化界面后，即可進行編程。易安卓的程序、屬性、架構(gòu)與Eclipse一致，各模塊調(diào)用的外部圖片、音樂、連接等資源會在其左側(cè)的屬性區(qū)記錄，而每個模塊組件的事件發(fā)生位置也是可設(shè)定的，其事件列表在屬性區(qū)下方，通過設(shè)定事件，即可完成各功能在對應(yīng)時間點的動作。

手機APP運行時的界面如圖2所示，打開手機APP，手機APP會首先檢測手機WIFI的狀態(tài)，連接WIFI后，軟件會對WIFI的SSID進行匹配，匹配成功，則進入主界面，在主界面中可以看到當前插座的運行狀態(tài)，點擊紅外遙控設(shè)置可以進入紅外遙控的操作界面，控制插座學習或發(fā)射紅外信號。

3 總結(jié)

經(jīng)過測試，該插座能夠兼容市面上大部分可以由紅外控制的家用電器，解決了目前智能插座只能控制家電一次上電的問題，而且其模塊化的設(shè)計，大大簡化了系統(tǒng)設(shè)計過程，成本低廉、安裝簡單，也不需要過高的用戶學習成本，具有良好的推廣前景和使用價值。

參考文獻：

[1] 葉國偉.智能家居市場現(xiàn)狀與趨勢[J]. 智能建筑，2012（6）54-55.

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[4] 程鵬，潘志鵬，王希朝.基于WLAN技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計[J].微型機與應(yīng)用，2013，32（17）：77-79.

[5] 謝揚，潘子豪. 易安卓開發(fā)平臺可視化界面在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2015（8）：15-17.