论文部分内容阅读
随着科学技术的发展,物联网技术使智能家居变为可能。虽然目前智能家电设备琳琅满目,但智能家电还是比较昂贵的,这让许多购买者望而却步,他们仍然使用普通非智能家电。现实中急需这样一种设备——在投入较小的成本下,该设备能使非智能家电设备变成较智能的设备,因此智能插座应运而生。传统的电源插座功能单一,仅仅只是将原来的电源分配成多路电源,而智能型插座除了具备电源分配功能外,还具有智能型的特性。功能丰富更加丰富、性价比更高的智能型插座有着极大的市场需求。针对这种情况,本文提出了一种基于物联网技术的新型智能插座设计方案。该智能插座设计方案综合应用了嵌入式系统应用技术、物联网技术、Wi-Fi无线通信技术、广域网通信技术、服务器通信等技术,该智能插座可应用于智能家居领域的远程控制系统中,用户可以在任何地方使用智能设备,通过2G、GPRS、3G、4G或Wi-Fi的方式联网,即可控制家居室内的智能插座,从而实现对智能插座上连接的各种家用电器设备的远程智能控制。手机端客户端软件可以设置定时时间,实现对智能插座的电源通、断等的控制操作该智能插座提供USB充电接口,同时可防止电池过充而损坏电池。该智能插座能够测量、记录电能耗电量情况。基于物联网技术的新型智能插座设计方案,主要包括智能插座硬件设计和软件设计,而智能插座软件设计又分为嵌入式微控制器软件设计、安卓智能设备客户端软件设计。硬件设计部分可分为电源管理模块、电能耗电量测量模块、USB充电接口模块、嵌入式控制器控制模块、Wi-Fi无线通信模块等。嵌入式软件程序设计主要包括嵌入式软件程序设计架构、自定义通信协议与数据格式、数据通信程序设计等。安卓智能设备客户端软件设计主要分为登陆管理、设备管理、设备控制、网络配置管理、历史记录管理等几个模块。这里创新性地提出了通过广域网和服务器来间接控制插座,智能插座的Wi-Fi模块使用LWIP协议进行网络通信,智能插座通过无线路由Wi-Fi热点接入互联网,然后通过套接字(Socket)与服务器进行网络连接、数据通信。手机等智能终端设备安装的客户端软件通过2G, GPRS.3G.4G或者Wi-Fi接入网络,与服务器进行TCP网络通信。服务器负责数据接收、数据存储、数据转发等功能。这样就可以实现手机等智能终端设备在任何地方只要通过联网即可远程控制智能插座。最后在学校实验室环境条件下,对这种新型智能插座系统设计方案进行了严格的测试与验证,对实验数据进行了详细细致的分析,达到了令人十分满意的预期效果,该新型智能插座设计方案完全能够满足系统设计要求。