基于ESP8266的智能插座的設計

字文珊

摘要：本文介紹的是一種基于單片機的物聯網插座，可以通過掌上設備安卓手機控制的插座，通過檢測模塊溫濕度，設定閾值，控制四路繼電器的輸出，繼電器常開觸點接入插座控制終端設備，從而構建結構簡單，開發成本低，是一種較好的智能插座的設計思路。

關鍵詞：單片機;閾值;繼電器控制

中圖分類號：TM503.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）05-0001-02

0引言

追逐舒適便捷成為智能家居的一致追求，也是智能插座控制系統的基本目標。利用本系統可以對家電設備進行掌上集中控制和管理，可以隨時隨地獲取當前家電設備的最新狀態，感知家庭環境溫度和濕度狀況。本課題將建立一低成本的基于Andmid手機與單片機無線通信，通過App圖文界面設計，可在掌上設備中實現對家庭電器設備的遙控以及家庭環境狀況監測的智能插座控制系統。

1掌控智能插座系統總體設計

本文設計的智能插座分為控制端和手機App端兩部分。設計思路如圖1所示，控制端設計了單片機模塊、數據采集模塊、顯示模塊、無線通信模塊，繼電器模塊。插座聯通各終端設備形成小型的智能控制系統等。插座部分由繼電器控制，繼電器的一組常開觸點接入其火線L端，根據溫濕度檢測結果或定時要求開啟或閉合，本次設計電路中設置四路繼電器。

2掌控插座硬件設計

2.1主控芯片與最小系統電路

本次設計采用XTALl、XTAL2兩端口外接自激振蕩器，元件C1、C2選取30pF容值。

2.2電源電路

單片機、檢測元件及繼電器需要+SV電壓，而WiFi模塊需要+3.3V電壓供電因此電路中接入AMS1117-3.3，輸出+3.3V電壓為wifi模塊供電。接線圖如圖2所示。

2.3檢測電路

溫濕度檢測，采用單總線元器件DHT11，引腳2：（DATA），為串行數據，如圖3所示。該數據口與單片機P1.O相連接，另外如果測量范圍較小，不到20米，可接10kO電阻到+5vN，作為上拉電阻。

2.4繼電器輸出電路

繼電器的驅動電路由三極管實現，當溫濕度或煙霧濃度超過設定閾值時，單片機的P1.2-P1.4相應的端口輸出低電平，三極管導通，繼電器得電線圈吸合，從而使相應的插座導通，控制后面的負載工作，繼電器輸出控制電路如圖4所示。

2.5通信模塊

ESP8266模塊負責提供Wifi熱點，使插座的控制系統與Android建立通訊關系，通過串口Wifi模塊，傳統的串口設備就能接人無線網絡，在使用過程中可在軟件中設置或者修改密碼，通信接口電路如圖5所示。

2.6顯示模塊

溫濕度傳感器獲得的數據可實時顯示，接口電路如圖6N示，四路通道控制的插座狀態顯示在顯示屏中，本設計采用的是1602液晶屏，控制端口利用單片t0120傳送數據。

2.7報警電路

插座得電導通時，蜂嗚器短嗚一聲提示導通。溫濕度超限時，為了排除干擾或誤操作，采用連續三次短嗚聲報警，并且延時2s再打開繼電器，報警電路圖圖7所示。

3手機端APP設計思路

智能插座在手機端開發包括UI界面及與通信軟件的開發，以及用于控制插座通斷的功能模塊的設計。開發過程通過多進程設計，如圖8所示。

4結語

本次設計采用低成本芯片設計的掌控插座，人機交互方便，通過插座即可完成某種應用場景的控制系統，設計具有模塊化的特點，適用于產品開發及單片機案例學習。