一种带红外遥控功能的智能插座的设计与实现

任峰++屈璟++崔志诚

摘要：目前市面上主流智能插座通过WIFI接入互联网后，仅能远程控制插座的通断，无法控制需要红外遥控的家电的二次上电。限制了其在日常生活中的使用场景。本文基于STC单片机，利用红外学习模块和串口转无线模块设计了一款带红外遥控功能的智能插座，通过红外学习模拟家电的遥控器，以达到解决空调、电视等家电的二次上电问题。

关键词：智能插座；红外学习；二次上电

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）32-0180-01

目前国内家用电器中电视、空调等家电大多采用红外遥控的方式，其通电后仅处在待机模式，需要通过红外遥控器使其工作。而市面上在售的智能插座仅能够通过控制插座的开关来达到控制家电的通断电的目的，对于设备通电后的二次上电无能为力，并不能实现真正的智能控制，从而大大限制了使用场景[1]。本文提出了一种基于STC单片机的带红外遥控功能的智能插座设计方案，该智能插座能够对家电的红外控制器按键进行学习，其具有存储共计128个按键、掉电保存等特性，能够实现大部分主流家用电器的红外控制，解决了现有智能插座的二次上电问题，拓展了其使用场景，极大便利了日常生活。

1 系统整体框架

1.1 系統工作的基本原理

整个系统由主控制器、WIFI模块、红外学习模块、OLED显示器、温湿度传感器构成[2]。其系统整体框架如图1所示，该智能插座系统的工作流程如下：

图1 系统的整体框架

1） 红外学习过程。在系统运行的状态下，通过手机APP利用WIFI模块向主控制器发送学习指令，主控器将指令传送至红外学习模块，红外模块进入学习模式，此时将设备的遥控器对准红外学习模块，按下电源键，此时该设备的电源键的红外码值就被被红外学习模块记录并存储。学习完成后，通过手机APP向主控制器发送红外发射指令，主控制器将指令传输至红外学习模块，红外学习模块发射红外信号，设备做出相应动作，学习成功。

2） 设备控制过程。完成学习的智能插座，在接入设备后，在手机APP端点击插座开关按钮，主控制器接收指令后，驱动三极管，使继电器吸合从而使插座导通，完成一次上电。然后在手机APP端的设备遥控界面点击刚刚进行学习过的按钮，向主控制器发送指令，主控制接收指令后，驱动红外模块发射红外信号，控制设备启动，完成二次上电。

1.2 系统的基本功能

1）插座控制，该智能插座系统，通过I/O口驱动三极管来控制继电器的吸合和断开，从而达到可以控制插座通断的功能。

2）红外遥控，通过红外学习模块实现对家电红外遥控器按键的学习和存储，再通过红外发射器发射红外信号，从而达到可以控制家电二次上电的目的。

3）定时功能，通过手机APP可以设定插座的工作区间，在指定的时间打开或关闭设备。

2 软件功能实现以及测试效果

本智能插座系统通过安卓手机APP进行远程控制，手机APP采用易安卓平台进行开发，易安卓是在易语言的基础上向移动平台过渡的过程中诞生的，其发布于2013年6月，定位于基于安卓系统下的APP开发的全中文安卓编程语言，本语言的安卓APP代码编写非常符合国人的编程思维，极易上手。易安卓平台可以进行可视化编程，避免了传统Eclipse需要大量代码以及难以理解的问题，编写一些简单的安卓APP非常迅速，大大缩短开发时间[5]。

易安卓提供了大量组件进行应用，除了传统的文本框、按钮之外，还提供了与安卓契合的网络模块、传感器模块等，可以随意调用，只需将组件拖入到可视化界面后，即可进行编程。易安卓的程序、属性、架构与Eclipse一致，各模块调用的外部图片、音乐、连接等资源会在其左侧的属性区记录，而每个模块组件的事件发生位置也是可设定的，其事件列表在属性区下方，通过设定事件，即可完成各功能在对应时间点的动作。

手机APP运行时的界面如图2所示，打开手机APP，手机APP会首先检测手机WIFI的状态，连接WIFI后，软件会对WIFI的SSID进行匹配，匹配成功，则进入主界面，在主界面中可以看到当前插座的运行状态，点击红外遥控设置可以进入红外遥控的操作界面，控制插座学习或发射红外信号。

3 总结

经过测试，该插座能够兼容市面上大部分可以由红外控制的家用电器，解决了目前智能插座只能控制家电一次上电的问题，而且其模块化的设计，大大简化了系统设计过程，成本低廉、安装简单，也不需要过高的用户学习成本，具有良好的推广前景和使用价值。

参考文献：

[1] 叶国伟.智能家居市场现状与趋势[J]. 智能建筑，2012（6）54-55.

[2] 林炳炎，基于智能插座的家居系统[J]. 微型机与应用，2014（22）：27-29.

[3] 李小琴.智能家居控制系统的设计[J]. 电子世界，2013（17）：126-127.

[4] 程鹏，潘志鹏，王希朝.基于WLAN技术的智能家居控制系统设计[J].微型机与应用，2013，32（17）：77-79.

[5] 谢扬，潘子豪. 易安卓开发平台可视化界面在智能家居领域的应用[J]. 单片机与嵌入式系统应用，2015（8）：15-17.