一、项目规划布景及概述
物联网是新一代信息技能的重要组成部分。望文生义，物联网便是物物相连的互联网。这有两层意思：榜首，物联网的中心和根底仍然是互联网，是在互联网根底上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息沟通和通讯。物联网便是“物物相连的互联网”，其间智能家居是物联网的一部分。
跟着人们日子水平的不断进步，人们对日子质量的要求不断进步，便利快捷是人们永久寻求的方针。在家居娱乐和电器操控方面，智能家居有突出表现，包含布景音乐体系、数字网络客厅、家居归纳布线、灯火操控和电器操控等功用在内的体系，使人们的日子从各个方面变得愈加安全、舒适、简略。
现在市场上，智能家居的首要承受人群仍然是一部分高端人群。业内人士以为，阻遏智能家居开展脚步的首要是价格和消费理念两方面的原因。智能家居还归于高级消费，一套体系要几万元不等。虽然承受度和认同度与曾经比较现已大有进步，但仍首要局限于买别墅的高端人群和热爱日子、享用日子的年青白领一族。别的，现在许多人对智能家居体系功用的知道缺少，许多规划师 也缺少相应的专业知识去向业主推行，导致一部分实践上有需求的业主对智能家居还一窍不通。可是近年来，智能家居的遍及度正在渐渐进步，跟着国外同职业产品不断涌入我国，以及与国内智能家居职业的竞赛加重，客观上逐步加大了宣扬力度，并发生互补。往后我国的智能家居应走质量与服务偏重的道路，未来智能家居发 展远景宽广。
2013年前三季度，我国网民数量达6.08亿，互联网遍及率45.4%，依据以上剖析，以及通用性方面的考虑规划了依据深联华单片机的无线智能插座。安装了ADSL宽带的用户简略设置路由器今后就能够将插座接入互联网，经过Android客户端就能够完结长途操控。该插座有四个独自插座，用户能够依据需求将需求操控的电器插到插座上。每个独自的插座都能够独自设定敞开和封闭，也能够设定守时敞开或许守时封闭，一起无线智能插座还有过流维护的功用，经过Android客户端设定插座最大额定功率（四个独自插座的总功率），假如实践额定功率大于设定额定功率时四个独自插座悉数封闭，一起封闭守时功用，这样就能避免过流焚毁线路，避免更大的丢失。
二、项目规划原理
1、原理概述
依据深联华单片机的无线智能插座由电源单元、功率输出单元、操控单元、电流收集单元、存储单元、实时时钟单元、WIFI模块以及手机客户端组成。
电源单元包含两部分，一部分是将220V沟通输入转换成12V直流输出，为整个体系供给电源；另一部分是将12V直流电源转换成正负5V，为操控单元，电流收集单元，存储单元，实时时钟单元，WIFI模块供给电源。功率输出单元操控插座的敞开和封闭，为要操控的电器供给220V电源。操控单元是整个体系的中心，为各个单元供给操控信号。电流收集单元用来收集插座的电流，然后将信号输入给操控单元，用于电流检测，避免过流。存储单元用来保存四个独自插座的状况，体系下次上电的时分就会从存储单元读取数据。实时时钟单元为守时功用供给时钟信号，一起这个单元有备用电池确保体系掉电后时钟单元正常计时。WIFI模块担任插座和无线路由器的通讯，运用之前将模块的端口号在无线路由上做端口映射，这样就能完结长途操控。
手机客户端是依据Android体系的，能够向智能插座发送指令，智能插座接纳到指令后履行相应的操作，一起向手机客户端回来数据。
2、硬件规划原理
电源单元规划原理：
电源单元由两部分构成，其间220V沟通电源转12V直流电源模块运用的是制品的开关电源模块，能够供给最大1A的电流，满意体系需求，而且开关电源体积小功率高。将这个模块集成在体系上另一个原因是便利用户运用，直接通上220V电源就能够运用。
电源单元的另一部分是将12V直流转换为正负5V。这部分运用两片MC34063电源芯片，经过规划合理的外围电路，可完结别离输出+5V电压和-5V电压。其间电流收集单元需求双极性电源，所以其间一路MC43063发生-5V电压。MC34063电源芯片能够到达较高的功率，价格低廉，功用能够满意体系规划要求，故而选该芯片作为电源芯片。
功率输出单元规划原理：
功率输出单元首要包含继电器，三极管等。继电器用来操控对应插座的电源通断，三极管则用来操控继电器的通断，单片机经过操控三极管从而完结对插座的操控。其间继电器型号为HJR-3FF，240V时能够经过7A电流，该继电器需求12V电源供电，这样能够起到与操控单元电气阻隔的效果。三极管选用8050，最大能够供给1A的驱动电流，完全能够满意规划要。
操控单元规划原理：
该体系的主控芯片选用深联华SC89F5162单片机，SC89F5162是一种高速高功率8051兼容单片机。在相同的震动频率之下，较之传统的8051单片机它具有更快的速度，功用更优越。
该体系的规划运用了单片机的守时器0、SPI、ADC、EUART1、IO资源。守时器是为串口接纳数据供给守时时刻，用来判别一帧数据是否接纳结束；SPI操控93C46，保存和读出插座的状况数据；ADC用来收集电流收集单元的输出电压，为检测是否过流供给数据；EUART1是和WIFI模块进行通讯的，接纳来自手机客户端的数据，并向客户端回来数据。IO用来操控时钟单元和功率单元等。
操控单元是体系的中心，也是知识产权维护的中心，维护好单片机不被破解是重要方面，深联华单片机选用了多种防破解技能，高达32位的暗码生成器，白噪声暗码没有规则可循等等这些特色决议了代码的安全性很高，这就能很好的维护开发者的利益。
电流收集单元规划原理：
对沟通电流进行收集需求用到沟通互感器，该体系选用DL-CT03C1.0精细电流互感器，变比为1:1000，最大可测电流为10A，输出端最大可接电阻为50欧姆，这儿挑选47欧姆电阻。因为电阻上电压很低，所以不能够直接对电阻上的沟通电压进行整流，因此在整流之前运用LM358对沟通电压信号进行7.8倍扩大。运放所扩大的信号为沟通讯号，需求一个双极性电源进行供电，正好运用电源模块供给的正负5V电源。将扩大的电压信号经过桥整流电路进行整流，然后运用电容滤波，再经过一个低通滤波电路将信号送入单片机AD引脚。
存储单元规划原理：
存储芯片选用93C46芯片，该芯片运用SPI通讯办法，具有128个字节的容量。体系需求保存的数据量小，该芯片能够满意需求。
实时时钟单元规划原理：
实时时钟单元选用DS1302芯片，该芯片在掉电时能够运用备用电源，数据通讯运用串行办法，占用IO较少，芯片价格低廉计时准确，完全能满意体系规划需求。
WIFI模块单元：
WIFI模块运用的是制品模块，经过串口与单片机通讯。该模块可经过电脑设置参数，运用便利。
3、软件规划原理
在单片机软件规划时选用模块化编程的办法以及分层规划的思维。首要规划运用到的单片机资源的驱动程序，然后规划运用到的芯片的驱动程序，最终规划应用层的程序。
下面介绍各个.c文件的首要内容：
Initial.c文件首要是单片机体系时钟、守时0、串口1的初始化函数，以及串口发送数据的函数。
SPI.c文件包含单片机SPI资源的初始化，以及93C46芯片的驱动程序。
DS1302.c文件包含DS1302芯片的驱动程序，首要是对芯片的初始化，读写函数等。
ADC.c文件首要包含对单片机ADC资源的初始化函数，以及对收集到的数据进行处理的函数，文件运用的是官网供给的，可是有些当地有问题，进修改后能够正常运用。
OutletStatuePro.c文件首要是对插孔的结构体数据进行处理的函数，包含设置插孔的状况，得到插孔的状况，设置插到翻开或许封闭的守时时刻等等。
Main.c文件是项目的主文件，这儿首要是调用各个模块的初始化函数，以及调用相应的驱动函数完结对应的功用。
下面详细介绍程序履行流程：
程序开端运转后首要调用各个模块的初始化函数，完结对单片机以及其他芯片的初始化作业。下一步便是读取93C46中数据，然后便是就如主循环。在主循环中首要判别串口是否正在接纳数据，假如正在接纳数据则不履行解析，假如接纳结束则开端解析接纳到的数据。依据不同的指令履行相应的操作，详细操作可看代码注释。解析作业完结后读取一次DS1302的数据，然后开端依据各个插孔的当时状况履行相应的操作，在这个处理进程中运用了状况机的概念，依据插孔的状况履行相应的操作，而且判别是否有插座处于敞开状况，假如有的话就发动AD，判别当时功率是否超越设定功率，假如超越了设定功率则封闭一切插孔。
4、通讯数据帧规划原理
手机客户端与智能插座的通讯是经过互联网完结的，在这个体系的规划中咱们选用UDP协议，在这个根底上规划了简略的通讯协议，下面就详细阐明一下数据格式的界说。
帧头指令数据
表2.41 帧结构
表2.41表明的是根本的帧结构，一帧数据由三部分构成，帧头为0xFF占用一个字节。指令占用一个字节，用来表明该帧数据的效果。数据部分表明传输的数据，占用的字节数不固定。
表2.42 指令和数据阐明
