電蚊香智能插座設計

黃倩

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.24.015

摘 要：文章介紹了基于單片機的電蚊香智能插座的設計，系統采用STC系列單片機作為主控器，通過人體紅外傳感器檢測周圍環境，根據傳感器返回的狀態來確定插座的工作模式。同時系統采用藍牙通信模塊與Android手機建立通信，通過手機終端上的App軟件設定插座的工作模式。

關鍵詞：智能插座 單片機 人體紅外 藍牙通信 Android手機

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（c）-0015-02

在夏季蚊蟲增多，大多數市民都會選用電蚊香來驅蚊。電蚊香器分為電熱片蚊香器和電熱液體蚊香器兩種，都是利用發熱元件的恒溫作用使藥物緩慢釋放，揮發出氣體從而滅蚊驅蚊。

通過調研發現，人們無論是使用電熱片蚊香還是電熱液體蚊香都會出現忘記拔電源插座這種情況，從而造成電能浪費和極大的安全隱患。該文設計的智能插座從實際應用出發，采用Android手機進行多種工作模式智能控制，從而降低了人們在使用過程中的安全隱患。

1 系統硬件電路設計

智能插座整個系統硬件電路由電源電路、主控電路、時鐘電路、繼電器電路、人體紅外傳感器電路以及藍牙通信模塊電路組成。系統總體框圖如圖1所示。

（1）電源電路。電源電路是將220 V交流市電通過AC-DC模塊直接轉換成直流5 V電壓，為整個系統供電。該設計采用HLK-PM01超小型AC-DC隔離開關電源模塊，輸入電壓90～240 Vac，輸出電壓5 V，電流500 mA，且體積小，適合安裝在插座內部。

（2）主控電路。該系統采用的是STC12C2052單片機作為主控，其內部資源有256字節的SRAM、兩個定時器、一個UART串口、15個I/O口，內帶EEPROM，支持SPI下載。最小系統電路圖如圖2所示，主要由時鐘電路和復位電路組成。

（3）時鐘電路。時鐘電路為這個系統提供日歷時間，采用的是DS1302時鐘芯片，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能。采用SPI總線驅動方式，工作時必須外接時鐘振蕩電路，具體電路如圖3所示。

（4）繼電器控制電路。由于單片機I/O口不能直接控制220 V 交流電，所以采用了繼電器的控制方法，以完成弱電控制強電的功能。電路采用PNP型三極管作為驅動，當單片機端口輸出低電平時三極管導通，繼電器接通，反之繼電器斷開。

（5）人體紅外模塊及藍牙模塊。該設計采用的HC-SR501人體紅外感應模塊，是由熱釋電紅外開關BISS0001配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構成的被動式紅外開關，7 m內有效，可調節延時，觸發方式可選，輸出為邏輯電平，可以直接接入單片機 I/O口；串口通信采用HC-05藍牙模塊，此模塊工作電壓3.6～6 V，使用時直接與單片機的RXD、TXD相連即可，且設置簡單，可通過AT指令進行工作模式、傳輸波特率、初始密碼等設置。

2 系統軟件設計

整個系統軟件設計包括兩個部分：一是單片機部分軟件設計，主要實現對人體紅外傳感器的監測，繼電器控制，時鐘讀取以及串口通信等功能；另一部分是手機端Android程序設計，實現插座的參數設置以及工作模式切換等功能。

2.1 單片機功能程序設計

單片機程序功能，通過藍牙串口通信將手機發送的指令數據進行解析，然后執行相應的功能程序。智能插座主要有以下4個工作模式：定時模式、智能模式、一般模式、記錄模式。

單片機程序是在keil開發環境中，采用C語言進行編寫的。程序流程圖如圖4所示。

2.2 手機Android程序設計

手機端軟件采用App Inventor開發設計，與傳統的代碼編程不一樣，App Inventor采用的是圖形化積木式的拖拽組件來進行編程。開發環境簡單，采用瀏覽器在線開發，無需安裝開發環境；組件模塊豐富，直接使用；開發過程簡單，可以采用離線調試的方法，即將軟件打包生成apk在Android設備上安裝；也可以采用在線調試，Android設備通過WiFi連接到局域網中，使用AI伴侶進行連接。編程時，先進行組件設計，然后再進行邏輯設計。手機App程序設計如圖5所示。

3 結語

在實踐中使用該智能插座后，整個系統能正常工作，可以通過手機端進行相應參數的設置、讀取，各種工作模式正常切換。通過該智能插座的使用，有效地節約了電能，降低了火災發生的可能性。

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