基于ESP8266的智能插座的设计

字文珊

摘要：本文介绍的是一种基于单片机的物联网插座，可以通过掌上设备安卓手机控制的插座，通过检测模块温湿度，设定阈值，控制四路继电器的输出，继电器常开触點接入插座控制终端设备，从而构建结构简单，开发成本低，是一种较好的智能插座的设计思路。

关键词：单片机;阈值;继电器控制

中图分类号：TM503.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）05-0001-02

0引言

追逐舒适便捷成为智能家居的一致追求，也是智能插座控制系统的基本目标。利用本系统可以对家电设备进行掌上集中控制和管理，可以随时随地获取当前家电设备的最新状态，感知家庭环境温度和湿度状况。本课题将建立一低成本的基于Andmid手机与单片机无线通信，通过App图文界面设计，可在掌上设备中实现对家庭电器设备的遥控以及家庭环境状况监测的智能插座控制系统。

1掌控智能插座系统总体设计

本文设计的智能插座分为控制端和手机App端两部分。设计思路如图1所示，控制端设计了单片机模块、数据采集模块、显示模块、无线通信模块，继电器模块。插座联通各终端设备形成小型的智能控制系统等。插座部分由继电器控制，继电器的一组常开触点接入其火线L端，根据温湿度检测结果或定时要求开启或闭合，本次设计电路中设置四路继电器。

2掌控插座硬件设计

2.1主控芯片与最小系统电路

本次设计采用XTALl、XTAL2两端口外接自激振荡器，元件C1、C2选取30pF容值。

2.2电源电路

单片机、检测元件及继电器需要+SV电压，而WiFi模块需要+3.3V电压供电因此电路中接入AMS1117-3.3，输出+3.3V电压为wifi模块供电。接线图如图2所示。

2.3检测电路

温湿度检测，采用单总线元器件DHT11，引脚2：（DATA），为串行数据，如图3所示。该数据口与单片机P1.O相连接，另外如果测量范围较小，不到20米，可接10kO电阻到+5vN，作为上拉电阻。

2.4继电器输出电路

继电器的驱动电路由三极管实现，当温湿度或烟雾浓度超过设定阈值时，单片机的P1.2-P1.4相应的端口输出低电平，三极管导通，继电器得电线圈吸合，从而使相应的插座导通，控制后面的负载工作，继电器输出控制电路如图4所示。

2.5通信模块

ESP8266模块负责提供Wifi热点，使插座的控制系统与Android建立通讯关系，通过串口Wifi模块，传统的串口设备就能接人无线网络，在使用过程中可在软件中设置或者修改密码，通信接口电路如图5所示。

2.6显示模块

温湿度传感器获得的数据可实时显示，接口电路如图6N示，四路通道控制的插座状态显示在显示屏中，本设计采用的是1602液晶屏，控制端口利用单片t0120传送数据。

2.7报警电路

插座得电导通时，蜂呜器短呜一声提示导通。温湿度超限时，为了排除干扰或误操作，采用连续三次短呜声报警，并且延时2s再打开继电器，报警电路图图7所示。

3手机端APP设计思路

智能插座在手机端开发包括UI界面及与通信软件的开发，以及用于控制插座通断的功能模块的设计。开发过程通过多进程设计，如图8所示。

4结语

本次设计采用低成本芯片设计的掌控插座，人机交互方便，通过插座即可完成某种应用场景的控制系统，设计具有模块化的特点，适用于产品开发及单片机案例学习。