家庭電源智能監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(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,因此智能家居技術的研究也就成為了近年的熱點課題。但是要實現(xiàn)完全的家居智能化需要解決的問題很多,而且造價也很昂貴,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)、防火報警系統(tǒng)、室內燈光自動調節(jié)系統(tǒng)等。本課題針對目前家用電器不斷增多的情況,設計了對用電器電源插座進行開關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)控器和多個電源控制節(jié)點組成。主監(jiān)控器具有聯(lián)網(wǎng)功能、手機短信功能、計算機在線通信功能、短距離無線收發(fā)等功能。電源控制節(jié)點具有短距離無線收發(fā)功能、計算機在線通信功能和獨立使用的可編程定時開關控制功能。
　　系統(tǒng)設計包括硬件電路設計和軟件設計。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)點電路的設計。主監(jiān)控器電路由μPD78F0485單片機、nRF24L0

3、1無線收發(fā)模塊、GPRS無線通訊模塊、EEPROM、Flash存儲器等器件組成;電源控制節(jié)點電路由μPD78F0485單片機、nRF24L01無線收發(fā)模塊、EEPROM、繼電器等組成。軟件設計包括嵌入式軟件和計算機軟件兩部分。在單片機開發(fā)工具PM+V6.3環(huán)境下用C語言編寫了主監(jiān)控器嵌入式程序和電源控制節(jié)點嵌入式程序。嵌入式程序分別燒寫于主監(jiān)控器電路和節(jié)點電路的單片機中,上電后自動運行。計算機在線監(jiān)控程序是在Windows XP操作系統(tǒng)

4、下用C＃語言開發(fā)完成,通過計算機上的操作界面方便的對主監(jiān)控器和節(jié)點進行信息讀寫操作。系統(tǒng)的WEB服務器程序由其他人開發(fā)完成。
　　本課題設計特點主要有兩點。(1)低成本設計。電路中選用的主要器件如單片機芯片、GPRS電路模塊、nRF24L01無線收發(fā)模塊、EEPROM芯片等都是性能可靠的低價格器件,雖然軟件開發(fā)的復雜度較高,但開發(fā)完成后投入實際應用后會降低產(chǎn)品成本。(2)電源控制節(jié)點不僅可以通過主監(jiān)控器聯(lián)網(wǎng)控制,還可以作為可編程的

5、定時電源開關單獨使用,有利于用戶根據(jù)需要選擇使用。
　　本課題還僅僅是在實驗室環(huán)境中對系統(tǒng)基本的軟硬件功能進行了設計,要滿足實際應用還需要做很多深入細致的開發(fā)和調試工作,例如,能夠根據(jù)每個節(jié)點上用電器的功率對電源開啟數(shù)量進行限制或調整不同節(jié)點的通斷狀態(tài),避免總電源超負荷導致跳閘斷電;能夠檢測每個節(jié)點上的電流大小,對于電流超出正常值一定量時自動斷電、報警等。
　　本論文對課題的開發(fā)過程進行了描述,論文共分為六章。
　　第

6、一章緒論,對課題研究的背景和意義,國內外研究現(xiàn)狀,以及本人課題的主要工作進行了概述。
　　第二章系統(tǒng)總體設計,描述了課題的總的設計思想和系統(tǒng)架構。
　　第三章硬件電路設計,對主監(jiān)控器電路和電源控制節(jié)點電路的設計進行了描述。
　　第四章嵌入式軟件設計,介紹了主監(jiān)控器和電源控制節(jié)點中的監(jiān)控程序的設計及功能描述。
　　第五章計算機監(jiān)控軟件的設計,介紹了計算機監(jiān)控軟件的功能和開發(fā)過程。
　　第六章總結,對課題所做工