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智能物联网插座和实现
【摘 要】 在互联网技术和信息技术同步高速发展的今天,物联网也作为一种新的网络体系产生和发展起来,这种网络系统的出现,给人们的生产生活带来了极大的便利,尤其是其应用在家居产品中的效果,更是使这类产品走向了智能化和便捷化的道路,本文就物联网背景下智能插座产品的研究与实现进行简要探讨.
【关键词】 插座 物联网 职能家居
引言：在物联网系统的运行中,各类先进的技术不断出现,其中,射频识别和智能化传感器技术是比较典型的两种技术类型.所谓的物联网,即指实际的物品与物品之间,通过网络技术实现通信与互动的过程.这种互动和连接的实现,使人们的生活具备了更强的科技感,也有助于改善人们的生活与工作环境.
一、基于物联网的智能插座设计分析
关于智能插座的设计,需要考虑到其功能性和实用性两方面因素,因此,从设计功能要点的角度分析,智能插座需要具备以下几方面功能.1、实现无线通信.无线通信是插座产品实现智能化的基本要求,现阶段在智能插座的生产制造中,缩影中的支持无线通信功能的技术是具备双向通信功能的ZigBee 无线通信技术.这种技术与目前普遍应用的Wifi技术相比,有一定的优势,具有应用便捷性高、总体能耗低的特点[1].且这种技术发源于网络的特点,也有利于对智能插座的网络化管理,使其突破传统情况下需要通过改变房间布线的方式来实现线路的便利连接的局限.不仅减少了线路布置的成本,也在安全系数上有了更好的保障.2、强大的控制功能.在智能插座的应用中,其主要是通过继电器设备的应用,来实现插座内电流的流通和切断操作,并进一步完成对连接在插座上的电气的通断电控制.这种控制方式具有一定的缓冲性,一方面避免了直接通断电可能对电器设备本身造成不利的影响,另一方面,其可实现控制的家电类型丰富.可满足单一设备,多方面控制的要求.
3.精确的监测功能.
这方面的功能主要是针对电器设备的电流、电压、启动功率等指标的具体参数实现实时的监测和调节.当发现系统运行过程中出现运行状态异常,电力负荷超标等情况时,系统会通过数据提示的方式向用户进行呈现,为用户的科学用电提供一定的指导和帮助.此种功能的重要意义在于,插座系统不仅承担了用户实际的应用需求,还能够从设备保护、电力系统运行安全维护的角度通过监测工作为其提供数据参考,为保证用电安全起到了一定的协助作用.4、自动保护功能.这方面功能的具备,是以上文所讲的监测功能的实现为基础的,当实时监测功能作用期间,发现其所采集的数据信息有异常情况,例如电流、电压指标参数数值范围超标时,智能化插座应当具备可自动切断通电,实现自我保护的功能.
二、关键功能的实现研究
1、功能实现前提下的硬件设计研究.首先,嵌入式微控制器的设计.这种控制器设备,是整个控制系统中的关键设备,其主要作用是完成整个系统的数据测量,数据控制以及通信与管理.在硬件设备的选择上,应当本着性价比高、质量性能高的原则,通常情况下,STCI2C5A60S2 型号的微处理器是比较常用的硬件类型.其次,电源管理模块的选择与设计.这个模块的选择与设计,涉及到将市电交流电源向低压直流电源方向转化的问题,常见的转换方案包括了通过降低变压器电压实现转化、通过对电路进行阻容降压实现转换以及通过开关电源实现转换等.在众多的设计方案中,比较常用的是变压器降压整流滤波方案.此方案首先实现小型变压器的减压,在通过相关的整流设备实现整流操作,最后通过滤波作用实现纹波小、额定电压值为5V 的直流电压.以上两个硬件环节是智能网络插座硬件设计中的核心环节[2].
2、软件设计与实现研究.首先,开发与硬件中的嵌入式控制装置相匹配的软件控制程序,此系统的主要组成部分包括了微控制器、嵌入式操作系统、外部硬件设备以及一小部分根据用户应用需求的软件程序.常用的软件程序控制系统是单片机.其次,除了这部分主体的软件系统外,在软件设计中还包括了自定义本井下的通信协议设计,以及数据格式设定、数据通信程序的设计、电能应用中的能耗计量功能的设计与实现等.这种不同的软件应用需求,其设计工作的核心技术 和设计要点也有所差异,设计人员需要按照不同功能模块的要求,做好与硬件应用要求相匹配的软件应用设计,以保证其整体协同运行中功能的实现.
三、结束语
总之,在物联网技术背景支持下的智能化插座的研究与实现,是物联网与家居产品实现对接和联合应用的一个重要表现.由于插座设计中电路设计的专业性要求较高.因此,在将两者结合起来进行设计应用时,设计人员应当结合插座产品本身的性能特点和应用需求,实现其与网络技术的全面对接,达到插座设计智能化的目标.
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