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电子基础
0 引言
随着时代的发展，安全化、智能化的生活理念深入人心。
智能物联网家居产品越来越多的引起人们关注。人们希望对用电器工作情况进行检测，达到节能、安全的目的。 而目前市场上的智能插排类产品，大多只具有简单的定时通断、状态指示的功能，功能单一、价格昂贵。为此，本文选用了51单片机作为主控制器，带有待机检测、无线控制、过流 检测、无线充电、WiFi 中继、定时通断、温度检测、时间显示等功能，设计了一款高性价比、人性化、智能化、多功能等特点的智能型插排。1 研究内容与功能操作 ■1.1 研究内容：
（1）单片机控制Wi-Fi 模块与手机连接，实现手机对插排电源通断的无线控制；（2）节能模式：当电流继电器检测到电器处于待机模式时，自动关断电源，可通过手机打开或关闭这种节能模式（适合不同的用电器）；
（3）通过电磁感应实现对手机的无线充电，可以通过
手机控制无线充电功能开关，并可在充电完成后自动停止充电，且具有USB 快充功能。
（4）当电流继电器检测到电路过流时，蜂鸣器报警，
同时发出告警信号，如果报警30秒钟无回复，自动切断电源；（5）通过单片机控制DS1302时钟芯片以及按键调制实现插排的定时工作，通过按键设置显示时间及定时时间，
或者手机发送指令调整时间；
（6）利用DS18B20温度传感器对插排温度进行实时监测，如果温度高于一定值则自动切断电源；（7）通过Wi-Fi 中继单元实现Wi-Fi 中继功能。 ■1.2 功能操作
通过Wi-Fi 连接手机，实现在手机app 网络调试助手
上发送对应字符对插排各个功能的无线控制，如节能模式开闭，遥控开闭，无线充电的开闭、WiFi 中继开闭以及时间调整；温度传感器检测到电路温度过高自动断开电路；前述
的过流报警部分也可通过按键或手机遥控断电。
2 项目技术路线
干果礼品盒
■2.1 硬件部分
总体框架如图1所示。
图1 系统工作框架
■2.2 ESP8266WIFI 模块
通过计算机串口调试软件将ESP8266设置成AP 模
式（AT+CWMODE=2），设置WiFi 名称、密码等（AT +CWSAP=”ESP8266”,”0123456789”,11,0），
开
基于单片机的多功能智能插排
王琛
（哈尔滨理工大学，黑龙江哈尔滨，264300）
摘要：本文介绍了一款人性化的多功能智能插排，可通过WiFi实现手机对插排的无线控制，呼应新时代智能产品越来越节能环保的要求，该插排可以定时关断、WiFi中继、时间显示、无线充电和检测到用电器待机时关断等功能。出于安全性考虑，还可以高温关断以及过流报警等功能。本文对详细操作做了具体的阐述：
关键词：单片机；插排；ESP8266；电流继电器；无线控制；待机检测；时间显示
图2 电磁感应模块原理图
78 | 电子制作 2019年06月
用电器处于电流较小（待机状态）时，电流继电器1号继电器自动关断电源；调整电流继电器阈值便可用于检测多种不同功率的用电器。当遇到电流过大情况时，电流继电器2号继电器使报警电路共地触发报警，反馈给单片机，报警30s无人工操作自动断开相应继电器，从而控制电源的开断；同样的，DS18B20监测到高温时直接断开对应继电器从而控制电源的开断。
■2.5 定时开关
用户可以通过按键来设置插排电源的通断时间，或通过Wi-Fi设置插排工作的时间。其中设置时间显示在1602液晶屏上。
■2.6 快充及自动停断
可以为常见的5V充电的数码用品充电。分为恒流预充电、大电流恒流充电与恒压充电三个阶段。在恒流充电阶段，充电器会采用100mA电流对锂电池进行预充电。当锂电池电压高于3.0V时，就进入到第二阶段，大电流恒流充电阶段。充电电流适当提高，根据不同的电池，电流的大小采用0.5C （其中C是指电池容量）。在接下来的第三阶段，检测到锂电池电压接近目标值时，进入恒压充电模式，充电电压恒定，充电电流渐小。当充电电流小于100mA时，就判断电池充满，切断充电电路。
■2.7 Wi-Fi中继模块
bimp
主要使用RT5350为主芯片，通过USB接口充电，设有网线接口可独立连接网线，可以通过手机设置密码，选择需要中继的Wi-Fi，支持多个用户连接，传输距离长。 图3 WiFi控制部分流程图
■3.2 时钟显示部分
主要实现单片机对1602液晶屏以及时钟芯片DS1302的配置，以及根据时间实现对继电器的控制从而开断电源，实现程序框图如图4所示。
图4 时钟显示部分流程
上述部分搭建好以后，将两大单片机模块电源共地，在WiFi遥控部分（程序中已经体现）WiFi控制的对应IO接到定时显示部分的按键端，遥控部分发出指令对应IO口发出模拟按键信号，从而达到手机控制定时、开断等操作。
4 用户操作界面
首先连接WiFiESP8266，在手机app网络调试助手上选择TCP client模式，IP和端口选择之前设置的值，连接成功以后，在发送区进行对应字符的发送即可达到远程无线控制插排的效果。（下转第11页）
电子电路设计与方案
对于该方向交通流而言可以占用该车道快速通过，当接近潮汐车道终点，由于潮汐交通现象减弱，已无设置潮汐车道的必要性，因此在约30-50米处设置指示标志，提醒潮汐车道上主方向交通流的驾驶员该潮汐车道即将结束，应尽快寻机会驶回原车道。 ■3.3 退场阶段
锁时之盒从交通流运行状态来看与清场过程相反，但具体运行原理相同。此时潮汐车道起终点方向按照潮汐车道开启时其上交通运行方向定义。此时，主方向上潮汐车道起点处龙门架上对应潮汐车道指示标志先为黄“X”闪烁3秒，提醒驾驶员潮汐车道即将关闭，之后显示为红“X”，表示为潮汐车道已经关闭。次方向上潮汐车道终点处龙门架上对应潮汐车道指示标志在退场结束之前依旧显示为红“X”，当退场过程结束，显示为绿箭头，次方向上潮汐车道上游可变信息版处显示“潮汐车道关闭”，该车道作为次方向车道可供该向车辆正常使用。类似于清场过程中的清场时间，退场时间是指从主方向潮汐车道起点处龙门架对应指示标志显示为红“X”禁止入内起，到终点处面向次方向交通流龙门架上对应指示标志显示为绿箭头，并显示“潮汐车道关闭”信息时所用的时间。整个过程路侧交通指示牌上的红灯持续工作，提示驾驶员潮汐车道即将关闭。退场结束后整个装置停止工作。
扫路刷4 结论
随着城市道路上私家车的增加，城市道路中尤其是中心城区由于早晚高峰交通流随着时间的改变呈现
出的不同方向上大小有明显差异的现象称为交通潮汐现象。针对这一现象，本文提出通过51单片机、可变信息板以及警示装置等组成的简易的潮汐车道辅助提示装置。
潮汐车道作为一种不需要增加道路基础设施就能明显提高道路总容量及道路通行效率的车道管理手段，可以有效的应对城市的潮汐拥堵现象而且进行潮汐车道的设置不仅可以保障道路通行效率及行车安全，还能带来较为显著的交通经济效益。而现有潮汐车道的建设需要大量的资金支持和高科技的引进建设较复杂，而本项目所设计的潮汐车道是通过单片机、自适应等技术来完成的，由于这些技术目前发展已经非常成熟，因此该潮汐车道具有良好的稳定性在应对城市潮汐拥堵现象时能有效的发挥作用，在安装使用时也降低了难度，同时由于单片机等原件价格便宜所以能降低该潮汐车道的使用成本。
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（上接第78页）
5 结语
本智能插排实现了无线遥控、待机检测、过流报警、高温报警和定时开断并显示更改时间等功能，能够在不同状态下通过继电器自动开断电源，保护用电设备，确保用电安全，响应了物联网时代家居智能化，人性化的特点，极大地给人们的生活带来便捷。参考文献
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