基于WiFi控制的智能插座設計

□劉建文 姚松麗 陳 鴻 林永洲

隨著人們物質生活水平的提高，人們對家用電器的智能化水平要求也越來越高，伴隨著智能家居的逐步發展，如何讓人們更方便快捷地控制家用電器已經成為科技工作者著手研究的新興課題，目前市場上的家電控制基本都是采用傳統的插座進行控制的，這種傳統的控制方式不僅操作麻煩，插座的使用壽命也較短，通過手機WIFI進行室內插座的遙控能夠很好地解決上述問題，但是目前這種控制方式尚未得到普及和推廣，通過手機WIFI控制電器插座可以極大地節約人們的寶貴時間，為人們的生活帶來極大的便利。

一、系統總體設計

本設計采用STC89C52RC單片機為主控芯片，結合ESP8266-01WIFI模塊，通過軟件編程結合硬件實物來完成一款手機控制插座系統的設計與制作。此WIFI遙控插座系統主要模塊包括：單片機最小系統、WIFI模塊、二極管顯示燈、電源模塊、繼電器開關。系統整體框圖如圖1所示。

圖1 系統整體框圖

二、系統硬件設計

(一)系統總電路圖。如圖2所示，系統所使用的主要元器件包括：STC89C52RC單片機、ESP8266-01WIFI模塊、發光二極管、HK4100F-DC5V-SHG繼電器開關。STC89C52RC單片機是新一代的具備多種傳統單片機的指令和功能的單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可以任意選擇。

圖2 系統總電路圖

三、系統軟件設計

系統程序主要包括系統的初始化、WIFI串口通信、開關狀態的顯示以及信號的輸出控制等，系統程序流程圖如圖3所示。系統程序流程中，當系統通電后首先完成各個組件的初始化，一個系統的初始化是程序運行必不可少的環節，系統初始化部分主要包括：單片機初始化、WIFI串口模塊初始化、控制信號初始化等；初始化完成以后系統首先要啟動WIFI串口通信模塊，保證WIFI模塊和手機WIFI控制終端完成匹配。單片機通過串口通信的方式實現和WIFI模塊的通信，單片機對WIFI模塊接收到的指令進行解析然后輸出控制指令到繼電器開關，從而實現對插座開關的控制；以二極管的開啟和關閉狀態進行顯示，便于更直觀地測試。

圖3 程序流程圖 圖4 插座控制系統實物圖

四、系統調試與結果分析

(一)系統調試。

1.在硬件的焊接過程中應注意的問題。一是根據電路圖在萬用板上對各元件進行合理布局，在保證各元器件互不影響的前提下合理應用萬用板。二是在焊接過程中對布局完成的元器件有序地依次進行焊接，同時注意不要影響到已經焊接完成的元器件。三是在焊接過程中應注意焊筆不要燙到萬用板，以防造成電路的斷路或是斷路影響后續調試。

2.軟硬件結合過程中應注意的問題。一是焊接完成后進行通電調試，應注意先對各工作點的電壓進行測試，在各工作點的電壓都達到預定值以后在加裝芯片，以免焊接有誤造成電壓不正常導致損壞芯片。二是裝配工作完成后測試系統能否正常工作，以保證后續的軟硬件配合正常進行。

(二)功能測試與結果分析。WIFI遙控測試主要是對電磁繼電器的控制從而控制整個系統的電源通斷，本設計為了直觀地顯示電源的通斷，在插座輸出端的電路上接入了一個LED燈，通過觀察LED燈的點亮和熄滅來測試。圖4是所制作的插座控制系統實物圖。

表1

五、結語

該設計主要的功能和特點：系統能夠由手機客戶端通過WIFI完成對插座電源通斷的遙控控制；又可以通過手機顯示終端顯示插座電源的通斷狀態，便于用戶控制。整個系統簡單易操作，避免了經常接通和拔除插口中的插頭而導致的常見問題，如插口松動虛接等，方便實用。