电蚊香智能插座设计

黄倩

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.24.015

摘 要：文章介绍了基于单片机的电蚊香智能插座的设计，系统采用STC系列单片机作为主控器，通过人体红外传感器检测周围环境，根据传感器返回的状态来确定插座的工作模式。同时系统采用蓝牙通信模块与Android手机建立通信，通过手机终端上的App软件设定插座的工作模式。

关键词：智能插座 单片机 人体红外 蓝牙通信 Android手机

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）08（c）-0015-02

在夏季蚊虫增多，大多数市民都会选用电蚊香来驱蚊。电蚊香器分为电热片蚊香器和电热液体蚊香器两种，都是利用发热元件的恒温作用使药物缓慢释放，挥发出气体从而灭蚊驱蚊。

通过调研发现，人们无论是使用电热片蚊香还是电热液体蚊香都会出现忘记拔电源插座这种情况，从而造成电能浪费和极大的安全隐患。该文设计的智能插座从实际应用出发，采用Android手机进行多种工作模式智能控制，从而降低了人们在使用过程中的安全隐患。

1 系统硬件电路设计

智能插座整个系统硬件电路由电源电路、主控电路、时钟电路、继电器电路、人体红外传感器电路以及蓝牙通信模块电路组成。系统总体框图如图1所示。

（1）电源电路。电源电路是将220 V交流市电通过AC-DC模块直接转换成直流5 V电压，为整个系统供电。该设计采用HLK-PM01超小型AC-DC隔离开关电源模块，输入电压90～240 Vac，输出电压5 V，电流500 mA，且体积小，适合安装在插座内部。

（2）主控电路。该系统采用的是STC12C2052单片机作为主控，其内部资源有256字节的SRAM、两个定时器、一个UART串口、15个I/O口，内带EEPROM，支持SPI下载。最小系统电路图如图2所示，主要由时钟电路和复位电路组成。

（3）时钟电路。时钟电路为这个系统提供日历时间，采用的是DS1302时钟芯片，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。采用SPI总线驱动方式，工作时必须外接时钟振荡电路，具体电路如图3所示。

（4）继电器控制电路。由于单片机I/O口不能直接控制220 V 交流电，所以采用了继电器的控制方法，以完成弱电控制强电的功能。电路采用PNP型三极管作为驱动，当单片机端口输出低电平时三极管导通，继电器接通，反之继电器断开。

（5）人体红外模块及蓝牙模块。该设计采用的HC-SR501人体红外感应模块，是由热释电红外开关BISS0001配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成的被动式红外开关，7 m内有效，可调节延时，触发方式可选，输出为逻辑电平，可以直接接入单片机 I/O口；串口通信采用HC-05蓝牙模块，此模块工作电压3.6～6 V，使用时直接与单片机的RXD、TXD相连即可，且设置简单，可通过AT指令进行工作模式、传输波特率、初始密码等设置。

2 系统软件设计

整个系统软件设计包括两个部分：一是单片机部分软件设计，主要实现对人体红外传感器的监测，继电器控制，时钟读取以及串口通信等功能；另一部分是手机端Android程序设计，实现插座的参数设置以及工作模式切换等功能。

2.1 单片机功能程序设计

单片机程序功能，通过蓝牙串口通信将手机发送的指令数据进行解析，然后执行相应的功能程序。智能插座主要有以下4个工作模式：定时模式、智能模式、一般模式、记录模式。

单片机程序是在keil开发环境中，采用C语言进行编写的。程序流程图如图4所示。

2.2 手机Android程序设计

手机端软件采用App Inventor开发设计，与传统的代码编程不一样，App Inventor采用的是图形化积木式的拖拽组件来进行编程。开发环境简单，采用浏览器在线开发，无需安装开发环境；组件模块丰富，直接使用；开发过程简单，可以采用离线调试的方法，即将软件打包生成apk在Android设备上安装；也可以采用在线调试，Android设备通过WiFi连接到局域网中，使用AI伴侣进行连接。编程时，先进行组件设计，然后再进行逻辑设计。手机App程序设计如图5所示。

3 结语

在实践中使用该智能插座后，整个系统能正常工作，可以通过手机端进行相应参数的设置、读取，各种工作模式正常切换。通过该智能插座的使用，有效地节约了电能，降低了火灾发生的可能性。

参考文献

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