家庭電源智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、科技的高速發(fā)展改變著人們的生活方式,人們的居住環(huán)境正在向舒適性、智能化、信息化方向發(fā)展,因此智能家居技術(shù)的研究也就成為了近年的熱點(diǎn)課題。但是要實(shí)現(xiàn)完全的家居智能化需要解決的問(wèn)題很多,而且造價(jià)也很昂貴,大多數(shù)家庭也難以承受。目前正在逐步推廣的一些智能家居產(chǎn)品大多數(shù)只是針對(duì)某種需求而研發(fā)的,如家庭智能防盜監(jiān)控系統(tǒng)、防火報(bào)警系統(tǒng)、室內(nèi)燈光自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。本課題針對(duì)目前家用電器不斷增多的情況,設(shè)計(jì)了對(duì)用電器電源插座進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制的家庭電源智能監(jiān)控

2、系統(tǒng)。
　　家庭電源智能監(jiān)控系統(tǒng)由主監(jiān)控器和多個(gè)電源控制節(jié)點(diǎn)組成。主監(jiān)控器具有聯(lián)網(wǎng)功能、手機(jī)短信功能、計(jì)算機(jī)在線(xiàn)通信功能、短距離無(wú)線(xiàn)收發(fā)等功能。電源控制節(jié)點(diǎn)具有短距離無(wú)線(xiàn)收發(fā)功能、計(jì)算機(jī)在線(xiàn)通信功能和獨(dú)立使用的可編程定時(shí)開(kāi)關(guān)控制功能。
　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件電路使用Altium Designer工具軟件,完成了主監(jiān)控器電路和電源控制節(jié)點(diǎn)電路的設(shè)計(jì)。主監(jiān)控器電路由μPD78F0485單片機(jī)、nRF24L0

3、1無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊、GPRS無(wú)線(xiàn)通訊模塊、EEPROM、Flash存儲(chǔ)器等器件組成;電源控制節(jié)點(diǎn)電路由μPD78F0485單片機(jī)、nRF24L01無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊、EEPROM、繼電器等組成。軟件設(shè)計(jì)包括嵌入式軟件和計(jì)算機(jī)軟件兩部分。在單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具PM+V6.3環(huán)境下用C語(yǔ)言編寫(xiě)了主監(jiān)控器嵌入式程序和電源控制節(jié)點(diǎn)嵌入式程序。嵌入式程序分別燒寫(xiě)于主監(jiān)控器電路和節(jié)點(diǎn)電路的單片機(jī)中,上電后自動(dòng)運(yùn)行。計(jì)算機(jī)在線(xiàn)監(jiān)控程序是在Windows XP操作系統(tǒng)

4、下用C＃語(yǔ)言開(kāi)發(fā)完成,通過(guò)計(jì)算機(jī)上的操作界面方便的對(duì)主監(jiān)控器和節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息讀寫(xiě)操作。系統(tǒng)的WEB服務(wù)器程序由其他人開(kāi)發(fā)完成。
　　本課題設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要有兩點(diǎn)。(1)低成本設(shè)計(jì)。電路中選用的主要器件如單片機(jī)芯片、GPRS電路模塊、nRF24L01無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊、EEPROM芯片等都是性能可靠的低價(jià)格器件,雖然軟件開(kāi)發(fā)的復(fù)雜度較高,但開(kāi)發(fā)完成后投入實(shí)際應(yīng)用后會(huì)降低產(chǎn)品成本。(2)電源控制節(jié)點(diǎn)不僅可以通過(guò)主監(jiān)控器聯(lián)網(wǎng)控制,還可以作為可編程的

5、定時(shí)電源開(kāi)關(guān)單獨(dú)使用,有利于用戶(hù)根據(jù)需要選擇使用。
　　本課題還僅僅是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中對(duì)系統(tǒng)基本的軟硬件功能進(jìn)行了設(shè)計(jì),要滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用還需要做很多深入細(xì)致的開(kāi)發(fā)和調(diào)試工作,例如,能夠根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)上用電器的功率對(duì)電源開(kāi)啟數(shù)量進(jìn)行限制或調(diào)整不同節(jié)點(diǎn)的通斷狀態(tài),避免總電源超負(fù)荷導(dǎo)致跳閘斷電;能夠檢測(cè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的電流大小,對(duì)于電流超出正常值一定量時(shí)自動(dòng)斷電、報(bào)警等。
　　本論文對(duì)課題的開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行了描述,論文共分為六章。
　　第

6、一章緒論,對(duì)課題研究的背景和意義,國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,以及本人課題的主要工作進(jìn)行了概述。
　　第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì),描述了課題的總的設(shè)計(jì)思想和系統(tǒng)架構(gòu)。
　　第三章硬件電路設(shè)計(jì),對(duì)主監(jiān)控器電路和電源控制節(jié)點(diǎn)電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述。
　　第四章嵌入式軟件設(shè)計(jì),介紹了主監(jiān)控器和電源控制節(jié)點(diǎn)中的監(jiān)控程序的設(shè)計(jì)及功能描述。
　　第五章計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì),介紹了計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件的功能和開(kāi)發(fā)過(guò)程。
　　第六章總結(jié),對(duì)課題所做工