李相敏
(長江大學(xué)文理學(xué)院,湖北 荊州 434020)
【關(guān)鍵字】手機(jī)藍(lán)牙;藍(lán)牙插座;插座電源
在過去“十二五”期間,政府密集出臺(tái)政策和計(jì)劃,支持智能家居產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。 鑒于智能家居的現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)一種智能插智能藍(lán)牙插座, 可以打破智能家居產(chǎn)品定制化的生產(chǎn)模式, 作為一款大規(guī)模量產(chǎn)的智能家居產(chǎn)品讓大眾了解智能插座, 體會(huì)到使用智能插座所帶來的便利性。
圖1 藍(lán)牙智能插座方案示意圖
本方案是采用藍(lán)牙作為插座與手機(jī)的通信方式的, 這其中部分包括插座硬件和手機(jī)應(yīng)用程序兩個(gè)部分, 具有近距離遙控的功能。 適用于家庭的小范圍近距離或者沒有其他傳輸方式的環(huán)境下使用, 它的安全性極高。 在使用過程中,首先打開手機(jī)上的“藍(lán)牙串口調(diào)試助手” 的應(yīng)用程序, 然后通過藍(lán)牙搜索來與之進(jìn)行配對(duì), 最終完成手機(jī)與插座之間的連接來進(jìn)行工作; 然后使用手機(jī)軟件上的開關(guān)按鍵來對(duì)插座進(jìn)行即時(shí)開關(guān)。 也可以讓插座定時(shí)進(jìn)行開關(guān)通斷,極為方便。
藍(lán)牙插座的硬件部分的結(jié)構(gòu)框圖如圖2 所示,主要分為以下幾個(gè)模塊, 分為5 大部分: 電源轉(zhuǎn)換的模塊、 藍(lán)牙串口的模塊、 單片機(jī)的模塊、LCD 顯示的模塊、 繼電器方面的模塊。 智能插座的硬件電路工作方式如下: 電源轉(zhuǎn)換部分把220v 交流電轉(zhuǎn)換成5v 的直流電, 然后依此單片機(jī)來獲得穩(wěn)定的電壓來進(jìn)行電路整合工作。 當(dāng)藍(lán)牙模塊通過藍(lán)牙無線網(wǎng)模塊接收到安卓手機(jī)上發(fā)來的定時(shí)開關(guān)指令信號(hào)后, 經(jīng)過時(shí)鐘電路來進(jìn)行時(shí)間上的校對(duì), 通過I/O 口控制繼電器來進(jìn)行控制開關(guān)操作。 從而實(shí)現(xiàn)插座和其他用電器的開關(guān)。
圖2 智能藍(lán)牙插座系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.2.1 電源轉(zhuǎn)換模塊
電源轉(zhuǎn)換電路的主要作用是為51 單片機(jī)和其外部電路共同來提供穩(wěn)定的工作電源以此來使整個(gè)回路整個(gè)電路正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 220V 交流電經(jīng)過變壓器轉(zhuǎn)變?yōu)?V 交流電。 經(jīng)過單相橋式整流的電路、電容的濾波電路、穩(wěn)壓器78L05 組成的穩(wěn)壓電路。 輸出所需的5V 直流電,供給整個(gè)電路使用。
1.2.2 單片機(jī)藍(lán)牙串口模塊
藍(lán)牙通信模塊是整個(gè)智能化系統(tǒng)的靈魂所在,它的存在才使整個(gè)系統(tǒng)完善, 智能化的插座硬件的電路和外界世界交流的通道,它連接著兩個(gè)世界。
圖3 藍(lán)牙串口模塊和單片機(jī)連接圖
1.2.3 時(shí)鐘電路模塊
時(shí)鐘模塊為智能插座提供精確的實(shí)時(shí)時(shí)間信息。DS1302 是一種市場上使用認(rèn)可程度的高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。 能夠準(zhǔn)確的提供年月日時(shí)分秒的詳細(xì)時(shí)間信息。
1.2.4 繼電器模塊
繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號(hào)的變化, 來接通或者斷開控制電路, 進(jìn)而來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的控制和保護(hù)電力的拖動(dòng)裝置的電器。繼電器選用5V 控220V-10A 的電磁繼電器, 其VIN 和GND 腳分別與電源的VCC 和GND 腳相連使用過程中, 單片機(jī)I/O 腳輸出的脈沖經(jīng)過光耦隔離后連到繼電器的邏輯輸入腳IN 繼電器的另一端接入插座的220V 火線。當(dāng)單片機(jī)給出信號(hào)時(shí)才連通火線其余時(shí)間都斷開火線連接。
軟件程序設(shè)計(jì)最主要就是實(shí)現(xiàn)用戶通過遠(yuǎn)程控制來控制插座通斷電、 用戶手動(dòng)的來設(shè)置插座的定時(shí)通斷、顯示當(dāng)前系統(tǒng)的時(shí)間等功能。
接收到手機(jī)程序端發(fā)過來的信號(hào)并判斷,若設(shè)置“a”和“b”接收到為“a”則打開繼電器,接收到為“b”則關(guān)閉繼電器,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)插座的通斷電控制,如圖5所示。
圖4 插座開關(guān)控制
圖5 手機(jī)界面圖