简介：为了组成一个家庭电能网络，以使一切的电器和谐运转然后到达节能最大化的意图，提出了一种依据电力载波通讯的智能插座规划计划，并完结了智能插座的软硬件规划。该智能插座以ATmega16为主操控器，集成了IT700PIM电力线电能计量、继电器等模块，并与具有电力线载波通讯和web server功用嵌入式家庭网关相结合，完结了各种电器的长途监测和办理。
摘要：为了组成一个家庭电能网络，以使一切的电器和谐运转然后到达节能最大化的意图，提出了一种依据电力载波通讯的智能插座规划计划，并完结了智能插座的软硬件规划。该智能插座以ATmega16为主操控器，集成了IT700PIM电力线电能计量、继电器等模块，并与具有电力线载波通讯和web server功用嵌入式家庭网关相结合，完结了各种电器的长途监测和办理。试验结果标明，该智能插座到达了规划要求，满意智能家居的需求。
很多电子产品及电器的运用造成了家庭和作业范畴的能源消耗急剧增加，节能问题火烧眉毛。因而组成一个电能网络对用户的电器进行监测并优化各电器的运转，然后到达节省电能的意图，显然是十分必要的。构建一个家庭电能办理网络，最直接的办法是对各种电器进行改造，使其能够监控本身用电并具有通讯功用。但是，现在住所及作业室中的电器大多数还不具有此种功用，因而这种办法本钱昂扬，可行性不高。作为衔接市电与用户电器的最常用中心部件，经过对插座的改造，开发一种具有监控和通讯功用的智能插座，相同能够监控用户电器用电，且此种办法简便易行。与此一起跟着数字家庭和智能楼宇的开展，电力线载波PLC(Power Line Communication)技能从头得到了注重，它不需求从头架起网络就能够进行数据传送，而且在一个家庭或一个楼宇规模内充沛屏蔽了PLC的局限性，十分适用于组成家庭和作业范畴用户的电能网络上。
文中规划的依据电力载波通讯的智能插座与具有电力线载波通讯和web server嵌入式家庭网关结合，经过电力线载波通讯组成用户电能网络，用户能够随时以各种办法登录Internet对家电进行操控并能够随时查询家电的各种状况，并依据电能消费状况拟定合理的用电计划，最大极限的削减电能开销，完结家庭的电能办理。
智能插座的硬件结构图如图1所示。体系以AVR单片机ATmega16作为中心操控器，担任操控和和谐各模块的作业，完结各家用电器的操控和电能信息的收集。选用220 V转5 V最大功率为2.5 W的AC/DC为各模块供电;市电频率采样电路完结对电网频率的监测;以TM7755为中心的电能计量模块完结对用户电器用电量及功率的计量;电力线载波模块完结智能插座与外部的信息交互;开关驱动和继电器完结对用户电器供电和断电的操控;DS1302时钟芯片为智能插座供给准确时间。
ATmega16是ATMEL公司出产的8位CMOS微操控器，它选用依据增强的AVRRISC结构。与一般的8位单片机比较，ATmega16具有运算速度快，资源丰富、功耗低一级特色， 适用于工业实时操控、智能仪表、家用电器等多个范畴。ATmega16运转的最小体系外同电路、调试开关、电力线载波模块接口及JTAC程序下载接口衔接较为简略，在此不做胪陈。
IT700PIM是以色列Yitran公司出产的以高度集成的体系级电力线为中心的电力线选用DSCK调制办法，集成的模仿前端为其供给了不同的线路驱动才能，使数据传输愈加安稳牢靠。IT700芯片整合了极端强壮的物理层(PHY)、高性能的数据链路层(DLL)以及安稳的网络层(Y—Net)协议。一起IT700还为协议栈装备了一个256K字节Flash的8051微操控器，别的还有24个通用I/O端口供实践运用。IT700PIM配有专用的AC/DC电源模块，内部集成信号耦合器，该电源模块的功率为2.5W，可为IT700PIM模块供给3.3 V直流电源及电力线 V直流电源用于为其它功用模块供电。IT700PIM的一切输入引脚均兼容5 V电平，只需给IT700PIM输出给ATmega16单片机的串口信号电平做电平转化即可，电平转化选用4—2输入与门芯片74HCT08进行。IT700PIM模块的外围电路如图2所示。
电能计量模块以电能计量专用芯片TM7755为中心，并规划相应的电流及电压采样电路。本规划中对电压采样挑选电阻分压办法;对电流采样挑选电流互感器办法。TM7755的外围电路如图3所示。CF引脚的输出与ATmega16单片机的外部中止口0接口用于对高频脉冲计数，单片机内部的守时器可用于设定脉冲计数的守时，有脉冲计数和守时时间可得相应的电能和平均功率。
市电频率收集模块：为了保护家庭配电体系的安稳和安全，特别是很多运用分布式新能源的家庭，需求对电网进行频率的监测。本规划选用220 V正弦沟通电压信号首要经二极管整流电路及分压电路转化为峰值小于5 V的半波正弦沟通电压信号，这以后经比较器跟从电路将信号输入至另一比较器进行电压比较，然后将频率信号转化为单片机可接纳的5 V方波信号。
时钟模块：为了给智能插座供给准确的电子时钟，本规划运用准确时钟芯片DS1302，其间包括31字节的静态RAM和可编程的实时时钟，可经过串行办法与主操控器通讯。规划运用供电电压为3.3 V的扣子电池作为备用电源，确保时钟芯片在主电源断电的状况下仍然能够正常作业。
存储模块：智能插座中需求存储用户电器的前史用电数据，这些数据更新频频，为了保其在断电时不丢掉，本规划选用低功耗E2PROM，AT24C02作为数据存储器。AT24C02作业电压起伏宽，在2.5～5.5 V之间;擦写速度快，小于10 ms;容量为256×8 bit，彻底能够满意本规划的数据存储量;抗搅扰才能强，数据不易丢掉;支撑I2C总线数据传输协议，只需占用主控器的两个I/O端口，就可与主操控器完结通讯。
开关驱动模块：开关驱动模块用于经过弱电操控智能插座供电的通断，本规划选用固态继电器。开关驱动模块中限流电阻输入引脚与ATmega16操控中心的I/O口相连，当相连的I/O引脚输出为低电平时，智能插座供电导通;当相连的I/O引脚输出为高电平时，智能插座中止供电。
智能插座首要完结电能计量、市电频率计量、数据的存储及通讯的功用。主程序担任各功用模块的调度和办理，其流程如图4所示。
主程序首要包括ATmega16内部看门狗守时器、I/O输入输出状况、中止相关寄存器以及串口通讯的设置，IT700PIM电力线载波通讯模块及体系入网的初始化;体系将日、月用电量的前史电量数据存储于E2PROM中，每次上电复位后，都要经过读取E2PROM的数据完结前史电量数据的康复;在主循环中为各个子程序履行设定条件，当条件满意时，则程序调用相应的子程序以完结相应的功用。
电能计量中止服务子程序：TM7755的CF引脚衔接至操控中心ATmega16的外部中止0引脚，当外部中止0引脚收到电能脉冲时，进入电能计量中止服务子程序。进入中止服务程序后首要将电能计数加1，并依据脉冲数进行平均功率的更新和日、月用电量的堆集。
市电频率计量中止服务子程序：运用ATmega16的输入捕捉功用可获得方波信号两脉冲问的时间差值，然后完结对市电频率的核算。
数据存储子程序：当数据存储标志方位位时，程序进入数据存储子程序.将日、月电量数据选用字节写办法写入 E2PROM存储器AT24C02之中。
数据发送及数据接纳子程序：当数据发送标志方位位时，程序进入数据发送子程序。报文发送依照IT700报文发送指令恳求格局进行，需将发送的数据处理为字节办法，以便进行报文IT700报文发送指令恳求格局的填充。报文发送的数据包括：智能插座编号、当时时间、市电频率、平均功率、日用电量、月用电量。当数据接纳标志方位位时，程序进入数据接纳子程序，操控智能插座继电器的通断，然后完结智能插座对用户电器供电和断电的操控。
为测验该智能插座的联网作用，建立PLC网络通讯试验渠道，由4个智能插座、1个由课题组自主研制的具有电力线载波通讯及web serv er功用的嵌入式家庭网关和PC机构成。家庭网关由IT700电力线通讯模块、以太网通讯模块、AVR操控器模块以及存储、电源等辅佐模块构成。试验中网关的PLC模块直接与PC机经过串口相连，PC机运用Yitran公司开发的IT700PLCStudio软件，在线监督PLC网络的运转状况测验各智能插座能否成功组网及组网所需时间。为了验证PLC网络通讯的抗搅扰才能，加搅扰后测验各节点能否成功组网及组网所需时间，如表1所示，标明智能插座的组网时间短、抗搅扰才能强。
运用Dreamweaver网页规划平成了家庭电能办理体系登陆界面和主界面网页的规划，在家庭能量办理体系主界面中，能够检查各个智能插座的相关信息，一起还能够对用户各电器进行操控。本规划中，经过网页左上角智能插座1、智能插座2等按钮检查各个插座的能量信息;经过左下角的图片按钮操控智能插座时分对电器供电;经过右边的网络示意图显现智能插座是否正常组网。在浏览器中输入嵌入式家庭网关的IP地址后，首要进入登陆界面，输入用户名和暗码后进入家庭能量办理体系主页面。从页面的作用能够看出，本规划完结了家庭能量办理体系的基本功用，主页面正确显现了相应的信息，完结了预期的方针。
文中选用ATmega16处理器和IT700PIM电力线电能计量、继电器等模块，完结了智能插座的规划。该规划计划具有结构简略、本钱低、作业办法灵敏牢靠、通讯间隔较远、抗搅扰才能强等特色。试验证明：该智能插座能够经过电力线载波通讯组成用户电能网络然后操控优化各个房间家用电器的运转，终究到达节省电能的意图，能够广泛的运用到智能家庭和智能楼宇体系中。要害字：修改：什么鱼 引证地址：依据电力线载波的智能插座规划
一、环境介绍MCU: STM32F103C8T6程序开发IDE: keil5STM32程序风格: 选用寄存器办法开发，注释彻底，履行效率高，便利移植手机APP: 选用QT规划，程序支撑跨渠道编译运转(Android、IOS、Windows、Linux都能够编译运转，对应渠道上QT的环境建立，之前博客现已发了文章解说)硬件包括: SRM32F103C8T6最小体系板、红外热释电人体感应模块、DHT11温湿度传感器、0.96寸单色OLED显现屏、ESP8266、继电器、RGB大功率白灯.完好工程源码下载地址(包括手机APP源码、Windows体系上位机源码、STM32工程、下载工具、原理图):
+人体感应灯(ESP8266+人体感应+手机APP) /
伺服电机广泛用于需求准确操控的场合，例如机器人、主动机械、机械臂等。但是，伺服电机的规模不只限于此，而且能够用于许多运用中。要了解伺服电机的基础知识，理论和作业原理，请阅览论坛的其他内容。在本篇文章中，咱们将运用Atmel Studio 7.0将Micro Servo Motor伺服电机与Atmega16 AVR微操控器衔接起来。伺服电机的额外作业电压为4.8-6V。咱们能够经过运用脉冲或PWM信号来操控其旋转视点和方向。请注意，伺服电机无法彻底旋转360度，因而能够在不需求接连旋转的状况下运用。旋转视点为0-180度或（-90） - （+ 90）度。所需的组件● SG90 Tower Pro微型伺服电机● Atmega16微操控
衔接伺服电机的办法 /
Atmega16是一款低本钱的8位微操控器，与之前版别的微操控器比较，其GPIO数量更多。它具有一切常用的通讯协议，如UART、USART、SPI和I2C。因为其广泛的社区支撑和简略性，它在机器人、轿车和主动化职业中具有广泛的运用。Atmega16不支撑任何无线通讯协议，如Wi-Fi和蓝牙，这约束了其在某些范畴内的运用范畴，如物联网。为了战胜这种约束，能够衔接支撑无线协议的其他操控器。有许多操控器支撑无线协议，如被广泛运用的ESP8266等。在本篇文章中，咱们将Atmega16微操控器与ESP8266 NodeMCU进行衔接，使其经过互联网进行无线 NodeMCU是广泛运用的WiFi模块，具有完善的社区支撑和易
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在本篇文章中，咱们将运用AVR Atmega16微操控器制造另一个小工具。假如您是AVR微操控器的新手，那么您能够参阅之前的AVR项目和教程。制造一个机器人对一切电子爱好者来说都是一项应战。假如机器人能够在没有任何外部指令的状况下主动履行某些操作，那么能够最大化这种应战。电子初学者最常制造的机器人之一是循迹机器人。望文生义，机器人将遵从外表上制造的线条。线不必是直线。此外，线条能够是任何色彩。大多数红外传感器用于检测线条。红外传感器能够很好地检测白色或黑色外表。尽管您能够运用其他能够检测一切色彩的杂乱传感器，而且能够制造能够跟从一切色彩线的机器人。即便经过改动视点改动途径并坚持跟从线路，机器人也应该能够检测线。此外，它应该停在中止区
的循迹机器人 /
冲宽度调制（PWM）是一种功用强壮的技能，经过坚持频率稳定来改动脉冲宽度。该技能现在在许多操控体系中运用。 PWM的运用不受约束，它被广泛运用于电机速度操控、丈量、功率操控和通讯等。在PWM技能中，能够运用数字信号轻松生成模仿输出信号。本篇文章将帮助您了解PWM，其术语以及怎么运用微操控器完结它。在本文中，咱们将经过改动LED的强度来演示运用AVR Atmega16微操控器的PWM。AVR微操控器Atmega16中的PWM引脚Atmega16有四个专用PWM引脚。这些引脚是PB3（OC0）、PD4（OC1B）、PD5（OC1A）、PD7（OC2）。Atmega16还有两个8位守时器和一个16位守时器。 Timer0和Timer2是8
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霍尔传感器的作业原理是依据1869年Edwin Hall提出的霍尔效应。提出的声明说：“霍尔效应是在电导体上发生电压差（霍尔电压），横向于导体中的电流和垂直于电流的外加磁场。“那么，什么能够是最简略的声明办法，以更好的办法了解它？在本本中，将经过实践示例逐渐阐明。霍尔传感器将与Atmega16微操控器衔接，一个LED将用于显现磁铁将被带到霍尔传感器邻近时的作用。什么是霍尔效应？霍尔效应与磁场中的移动电荷有关。要以有用的办法了解，请将电池衔接到导体，如下图（a）所示。电流（i）将开端从导体流过电池的正极到负极。电子流（e-）将与电流的方向相反，即从电池的负极端子经过导体到电池的正极端子。在咱们丈量导体之间的电压的时间，如下面的图画（b
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