基于WiFi控制的智能插座设计

□刘建文 姚松丽 陈 鸿 林永洲

随着人们物质生活水平的提高，人们对家用电器的智能化水平要求也越来越高，伴随着智能家居的逐步发展，如何让人们更方便快捷地控制家用电器已经成为科技工作者着手研究的新兴课题，目前市场上的家电控制基本都是采用传统的插座进行控制的，这种传统的控制方式不仅操作麻烦，插座的使用寿命也较短，通过手机WIFI进行室内插座的遥控能够很好地解决上述问题，但是目前这种控制方式尚未得到普及和推广，通过手机WIFI控制电器插座可以极大地节约人们的宝贵时间，为人们的生活带来极大的便利。

一、系统总体设计

本设计采用STC89C52RC单片机为主控芯片，结合ESP8266-01WIFI模块，通过软件编程结合硬件实物来完成一款手机控制插座系统的设计与制作。此WIFI遥控插座系统主要模块包括：单片机最小系统、WIFI模块、二极管显示灯、电源模块、继电器开关。系统整体框图如图1所示。

图1 系统整体框图

二、系统硬件设计

(一)系统总电路图。如图2所示，系统所使用的主要元器件包括：STC89C52RC单片机、ESP8266-01WIFI模块、发光二极管、HK4100F-DC5V-SHG继电器开关。STC89C52RC单片机是新一代的具备多种传统单片机的指令和功能的单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。

图2 系统总电路图

三、系统软件设计

系统程序主要包括系统的初始化、WIFI串口通信、开关状态的显示以及信号的输出控制等，系统程序流程图如图3所示。系统程序流程中，当系统通电后首先完成各个组件的初始化，一个系统的初始化是程序运行必不可少的环节，系统初始化部分主要包括：单片机初始化、WIFI串口模块初始化、控制信号初始化等；初始化完成以后系统首先要启动WIFI串口通信模块，保证WIFI模块和手机WIFI控制终端完成匹配。单片机通过串口通信的方式实现和WIFI模块的通信，单片机对WIFI模块接收到的指令进行解析然后输出控制指令到继电器开关，从而实现对插座开关的控制；以二极管的开启和关闭状态进行显示，便于更直观地测试。

图3 程序流程图 图4 插座控制系统实物图

四、系统调试与结果分析

(一)系统调试。

1.在硬件的焊接过程中应注意的问题。一是根据电路图在万用板上对各元件进行合理布局，在保证各元器件互不影响的前提下合理应用万用板。二是在焊接过程中对布局完成的元器件有序地依次进行焊接，同时注意不要影响到已经焊接完成的元器件。三是在焊接过程中应注意焊笔不要烫到万用板，以防造成电路的断路或是断路影响后续调试。

2.软硬件结合过程中应注意的问题。一是焊接完成后进行通电调试，应注意先对各工作点的电压进行测试，在各工作点的电压都达到预定值以后在加装芯片，以免焊接有误造成电压不正常导致损坏芯片。二是装配工作完成后测试系统能否正常工作，以保证后续的软硬件配合正常进行。

(二)功能测试与结果分析。WIFI遥控测试主要是对电磁继电器的控制从而控制整个系统的电源通断，本设计为了直观地显示电源的通断，在插座输出端的电路上接入了一个LED灯，通过观察LED灯的点亮和熄灭来测试。图4是所制作的插座控制系统实物图。

表1

五、结语

该设计主要的功能和特点：系统能够由手机客户端通过WIFI完成对插座电源通断的遥控控制；又可以通过手机显示终端显示插座电源的通断状态，便于用户控制。整个系统简单易操作，避免了经常接通和拔除插口中的插头而导致的常见问题，如插口松动虚接等，方便实用。