基于单片机的智能蓝牙插座的设计

李相敏

（长江大学文理学院，湖北 荆州 434020）

【关键字】手机蓝牙；蓝牙插座；插座电源

0 绪论

在过去“十二五”期间，政府密集出台政策和计划，支持智能家居产业迅速发展。 鉴于智能家居的现状，设计一种智能插智能蓝牙插座， 可以打破智能家居产品定制化的生产模式， 作为一款大规模量产的智能家居产品让大众了解智能插座， 体会到使用智能插座所带来的便利性。

1 系统方案

1.1 无线蓝牙插座设计实现

图1 蓝牙智能插座方案示意图

本方案是采用蓝牙作为插座与手机的通信方式的， 这其中部分包括插座硬件和手机应用程序两个部分， 具有近距离遥控的功能。 适用于家庭的小范围近距离或者没有其他传输方式的环境下使用， 它的安全性极高。 在使用过程中，首先打开手机上的“蓝牙串口调试助手” 的应用程序， 然后通过蓝牙搜索来与之进行配对， 最终完成手机与插座之间的连接来进行工作； 然后使用手机软件上的开关按键来对插座进行即时开关。 也可以让插座定时进行开关通断，极为方便。

1.2 硬件电路设计

蓝牙插座的硬件部分的结构框图如图2 所示，主要分为以下几个模块， 分为5 大部分： 电源转换的模块、 蓝牙串口的模块、 单片机的模块、LCD 显示的模块、 继电器方面的模块。 智能插座的硬件电路工作方式如下： 电源转换部分把220v 交流电转换成5v 的直流电， 然后依此单片机来获得稳定的电压来进行电路整合工作。 当蓝牙模块通过蓝牙无线网模块接收到安卓手机上发来的定时开关指令信号后， 经过时钟电路来进行时间上的校对， 通过I/O 口控制继电器来进行控制开关操作。 从而实现插座和其他用电器的开关。

图2 智能蓝牙插座系统结构

1.2.1 电源转换模块

电源转换电路的主要作用是为51 单片机和其外部电路共同来提供稳定的工作电源以此来使整个回路整个电路正常运转。 220V 交流电经过变压器转变为9V 交流电。 经过单相桥式整流的电路、电容的滤波电路、稳压器78L05 组成的稳压电路。 输出所需的5V 直流电，供给整个电路使用。

1.2.2 单片机蓝牙串口模块

蓝牙通信模块是整个智能化系统的灵魂所在，它的存在才使整个系统完善， 智能化的插座硬件的电路和外界世界交流的通道，它连接着两个世界。

图3 蓝牙串口模块和单片机连接图

1.2.3 时钟电路模块

时钟模块为智能插座提供精确的实时时间信息。DS1302 是一种市场上使用认可程度的高性能、低功耗的实时时钟芯片。 能够准确的提供年月日时分秒的详细时间信息。

1.2.4 继电器模块

继电器是一种根据某种输入信号的变化， 来接通或者断开控制电路， 进而来实现自动的控制和保护电力的拖动装置的电器。继电器选用5V 控220V-10A 的电磁继电器， 其VIN 和GND 脚分别与电源的VCC 和GND 脚相连使用过程中， 单片机I/O 脚输出的脉冲经过光耦隔离后连到继电器的逻辑输入脚IN 继电器的另一端接入插座的220V 火线。当单片机给出信号时才连通火线其余时间都断开火线连接。

1.2 软件程序设计

软件程序设计最主要就是实现用户通过远程控制来控制插座通断电、 用户手动的来设置插座的定时通断、显示当前系统的时间等功能。

2 系统测试结果

接收到手机程序端发过来的信号并判断，若设置“a”和“b”接收到为“a”则打开继电器，接收到为“b”则关闭继电器，从而实现对插座的通断电控制，如图5所示。

图4 插座开关控制

图5 手机界面图