智能插座開題報告
姓 名： 黎俞池專 業 年 級：08光測（2）班學 號： 3108002435指 導 教 師： 劉偉 時 間：年月日
一、 本設計課題背景和意義
隨著科學技術的進步，家用電器及辦公用電設備的普及度越來越大，技術含量也越來越高，加之隨人們收入的提高，家用電器使用到越來越多的方面去了。因而用到的電能分配要求也越來越高。同時各種電器在方便人們的生活的同時，也存在安全隱患，導致引起火災。據公安和消防部門有關資料顯示，全國平均每天發生火災358起，其中電器火災占30%以上，其主要原因是超負荷、短路、電弧等。事故的發生與家用電器的插座密切相關。因此，研制出當家用電器出現安全隱患之時能及時切斷電源的智能插座至關重要。
現如今市場的絕大多數出插座都不具備任何智能功能，極少所謂的“智能插座”也只是具備定時通斷功能，而無法對非正常狀況進行監測與斷電控制，不具備真正的智能功能，并且性價比也不高。現有的插座已經不能適應各方面的需要，功能新穎的插座有著強大的市場需求。為此，我們將研究一種新型智能插座具有重要意義。本設計作品屬于計量型智能插座。插座功能類似于單相多功能電表。設計思想為設計以微功耗單片機89C51為信息處理核心配有按鍵和LCD顯示屏的智能插座。插座具有累計電量、計算有功、溫度檢測、過載保護、定時通斷、自動報警、狀態提示等智能功能。
二、本設計課題的主要設計內容、預期設計結果和擬解決的關鍵問題
主要設計內容：電子智能插座硬件系統由狀態檢測模塊、單片機系統模塊、電源模塊、硬件時鐘模塊等組成。其中狀態檢測模塊包括三個部分：溫度檢測、電 壓檢測、電流檢測。電子智能插座軟件系統采用模塊化設計結構，主要有信號采 集和處理模塊、鍵盤管理模塊。LCD顯示模塊、定時模塊和插座繼電器動作控制 模塊。電子智能插座的外形設計等。
各模塊作簡單介紹：
1、電源模塊
因電路需要直流電壓供應，一般晶管放大電路需要正負12V，單片機需要5V電壓。因而需要設計電源從220V電壓的家庭用電轉化為直流電源供電路工作。主要需考慮的是輸出電壓的穩定性和功耗。初步考慮使用整流電橋電路或者阻容降壓電路。
2、電壓和電流檢測模塊
電壓和電流的檢測相對簡單。電路分別如下圖：其中電流的測量也可以用電流互感器測量。
3、溫度檢測模塊
溫度檢測可選用數字溫度傳感器或者直接使用數字溫度傳感器。
4、AD轉換及單片機模塊
此部分電路主要實現對采集的電壓、電流及溫度信號轉換成數字信號，并通過單片機對其計算處理從而能在LCD上顯示數據，并且控制繼電器通斷以達到限制功率安全保護的功能。初步選用STC89C52單片機及其組成的電路。
5、軟件模塊
程序設計采用模塊化結構，主要有信號采集和處理模塊、鍵盤管理模塊、LCD顯示模塊、定時模塊和插座動作控制模塊。插座上電后，系統進行初始化。初始化程序主要完成對單片機專用寄存器的設定，單片機工作方式及各端口的工作狀態的設置。系統初始化之后進入主循環，進行狀態檢測，即溫度、電流、
電壓檢測，并在LCD上顯示檢測結果。當單片機得到的溫度信號、電流信號或電壓信號超過一定的限度，單片機會立即通過蜂鳴器和LCD報警，并控制繼電器切斷負載回路。此外，若用戶開啟節能功能，當電流值小于某一規定值時，單片機將進入休眠模式節電。
預期設計結果：電子智能插座將實現對用電設備的全面監控。這種插座具有累計電量、計算有功、溫度檢測、過載保護、定時通斷、自動報警、狀態提示等智 能功能。可用于空調、冰箱、及微波爐等家用電器的監控，也可以作為教學用的 測量儀器。同時也適宜家庭，出租屋，辦公室，實驗室等環境使用。
擬解決的關鍵問題：電子智能插座的各硬件模塊及軟件模塊設計，及其外形設計。
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