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1、4 2 一种基于智能手机 的无线电源插座设计 一种基于智能手机的无线电源插座设计 De s i gn o f W i r e l e s s S ma r t Ou t l e t Ba s e d o n Bl u e t o o t h a n d S ma r t P h o n e 张新 星 孙 志锋 朱春佳 ( 浙江大学电气工程学院， 浙江 杭州 3 1 0 0 2 7 ) 摘 要 智能手机 的普及使之成 为一种非常合适的智能 家居控制终 端。提 出并 实现 了一种基 于智能手机 的无线 电源插座 方 案使 用智能手机上的应 用程序通过蓝牙来控制 电源插座的开关、 定时开关、 获取插
2、座运行数据并以图表展 示等。方案 包括 无 线 电 源插 座 的硬 件 电路 设 计 和 An d r o id 智 能手 机 应 用程 序设 计 两部 分 。 关键 词： A n d r o id， 蓝 牙， 智能插座， 应用程序 ， 智能 家居 AIbs t r a c t This pa pe r pr es e n t s 1 h e d es ign an d i mp l e me n t a t i o n of wi r ele ss -c on t r ol lab l e p o wer ou t l e t s y s t e m f o r s ma r t h ome
3、 ba s e d O f Bl u e t o o t h an d s ma r t ph o n e T he wi r eles sco n t r oll a ble p o wer ou t le t s y s t em c on s is t s o f t wO modu les t h e p ower o u t l e t h ar dwar e an d s ma r t ph on e s o f t war e T h e p o wer o u t le t ha r d wa r e modu l e inte gr a t e s Bl u e t o o
4、t h ， DS1 3 02 Tr i c k l e-Ch a r ge Ti me k e epin g Ch i p， L CD 1 6 02 Re l a y a n d AVR me ga 8L mi c r o-c on t r o l ler Th e s mar t ph on e s o f t war e wa s de v elop ed L y J a va f or An dr o i d pla t f o r m wh i c h co uld r e mo t e co n t r ol ou t l e t s e t T i mer rece i v e d
5、a t a f r 0 m o u t le t a n d disp l a y i t v i s u ally Ke y wo r d s ： An dr oid， bl u e t o o t h ， s mar t o u t le t ， ap p， s ma r t h ome 智能手机与智能家居相结合 ，通过智能手机来控制家里的 各种房屋设施和家电设备 ，一方面能够降低用户的使用成本和 难度 ， 另一方面能够提升用户的操作乐趣和接受度 。 不过智能家 居愿 景虽好 ， 但在实际推广过程 中并不理想 ， 究其原 因在于智能 家居标准不统一 ， 造成不同厂家产品互不兼容。目前国内的
6、智能 家居标准有闪联 ( 1 GR S) 、 e家佳 、广联 ，国外有 K N X、 DL N A、 U OP F 、 OS Gl 、 E c h o n e t 等等 。部署一套采用 上述标准的智能家 居系统需要用户更换原有 的设备 ， 比如热水器 、 空调 、 饮 水机等 ， 切换 成本 太 大 。 为此 ， 我们提出了一种实现智能家居的过渡方案 基于智 能手机 的无线电源插座方案 ( 简称智能插座方案 ) ， 即通过智能手 机来控制电源插座的通断， 从而 间接控制插座上所连接的家电设 备。 采用这种方案能够满足用户远程遥控 、 定 时开关、 能源管理报 表等诸多需求 ， 而且部署简单、
7、操作方便、 用户接受度高 。 1 系 统 总体 设 计 基于智能手机 的无线电源插座主要分为两 个部 分 ，电源插 座 的硬件电路设计和智能手机的应用程序开发。电源插 座的硬 件 电路主要包括 电源转换模块 、单 片机、 L C D显示屏 、时钟 芯 片 、 继 电器 、 按键和无线传输模块等部分 ； 智 能手机上的应用程 序主要实 现以下功能 ： 与电源插座无线相连 、 发送定时 数据 、 接 收存储电源插 座运行数据并 以图表形式展示 、展示 用电常识 信 息等 。系统总体方案示意图如图 1所示。 智能手机 智 能插座壳体 【 三孔插座 一 叶 电源插座 图 1 基于智能手机的无线电源插座
8、示意图 2无线通信方案选择 由系统总体方案示 意图可 以看 出，智能手机 与电源插座之 间的无线通信是实现整个 系统控制 的关键 。常见 的无线通信方 案有红外 、 蓝牙 、 Z ig B e e 、 R F I D、 N F C、 Wi F i 、 G S M 等 ， 这 几种无 线通信方案 的技术参数对 比如表 1 所示 。 表 1 常见无线通信 方案技术参数对 比 称 外 F c IP- F I D 牙 lg B e e wi - F i pS M n l l 】1 1 I I m ll 0 - 2 O O 113 口 - 4 0 m Ao o o IT I 5K m l2 4 匝 l
9、I l I ： 噬 + b f ， l蜃 高 i低 等 l低 I低 $ 12 5 4$ Io 5$ 12$ 。15 $ 19 $ $ 距 离 输速上 簦 全性 小 目前 ， 主流的智能手机 中都具有蓝 牙 、 Wi F i 、 NF G 和 G S M 等通信功能， 根据用户 的易用度和智能插座的控制需求 ， 我们 采 用了 Wi F i 和蓝牙 两种方案 ，分别为 Wi F i 型智能插座 和蓝牙 型智能插 座 ， 前者适用于远程控制和家庭使用 ， 后者适用 于无 网 络条件下的近距离遥控 。 本文主要介绍蓝牙型智能插座的设计和实施方案。蓝牙作 为一种短距离无 线通信技术 ， 能够在移动 电话 、 无线耳 机 、 笔 记 本 电脑 、 打印机等设 备间方便进行信息交换。 下面将详细介绍基 于智能手机的无线 电源插座软硬件设计和实施。 3硬件电路设计 蓝牙型智能 插座的硬件电路包括 电源转换模块 、单片机 、 图 2蓝牙型智能插座的硬件结构框图
