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摘 要：笔者介绍了一款以STM 32作为核心处理器的空调伴侣（新型智能插座）设计过程，该设计包含电源模块、温度控制模块、夜间超明模块等，能够根据温度变化和定时功能来控制插座的供电情况，节省用户的用电量，不仅给用户的生活带来了许多的便利，也节省了用户的时间和金钱。将电源模块、温控模块、定时控制以及夜间照明模块进行结合，从而实现家电使用的智能化。
关键词：STM 32;新型智能插座;智能;控制;夜间照明
1.引言
随着科技的飞速不断发展，人们的生活水平得到了巨大的提升。近几年，随着物联网的兴起，人工智能成为了当今最热的话题，智能家居应运而生，智能家居的出现改变了我们的生活方式。
智能家居雖然会给我们的生活带来便利，但高额的售价却让我们望而却步，而且智能家居刚刚起步，实现的功能有限，无法达到电影中的那种效果。而空调伴侣正好可以实现普通家居到智能家居的过渡，让买不起智能家居的人，有智能家居的体验。
空调伴侣以智能插座为核心，可以通过温度的设定及时间的设定对家中的家中的空调、热水器等电器进行控制，从而实现空调、热水器等家电进行智能供电。本产品还兼备夜间照明的功能，晚上夜起时提供照明，避免了夜起时的磕碰等问题。我们的产品用低廉的价格让你拥有智能家居的体验。
本系统使用廉价实惠的STM32作为核心控制器，温度采集使用了DS1612数字温度传感器，将模拟温度信号转换成易于单片机读取的数字信号和通过单片机的定时器进行定时。本系统还接入人体红外感应系统用于夜间照明和有源蜂鸣器提醒，7个共阴极数码管用于时间和温度设定及显示。
2.系统方案
本设计采用模块化，由电源模块、温度控制模块、定时模块、显示模块、夜间照明模块。系统框图如图2-1所示：
图2-1系统设计框图
在本系统中，电源模块是对单片机进行供电，以及将输出的高电平转化为200V的交流电供插座使用，单片机STM 32F103T6做核心控制器 ，DS1612温度传感器采集温度直接输出为数字信号，单片机对输出的数字信号进行处理与执行。当温度高于设定的温度上阀值时，单片机执行降温命令，同时绿色指示灯亮，插座开始供电。当温度低于设定的温度的下限时，单片机执行升温命令，同时红色指示灯亮，电路停止工作，插座断电，同时3位一体共阴极数码管会显示实时温度。通过STM 32F103T6单片机TIM1/TIM8高级定时器，对插座定时开启和关闭，当到达开启时间时，单片机执行供电命令，同时绿色指示灯亮，插座开始供电，当到达设置时间时，单片机执行断电命令，同时红色指示灯亮，电路停止工作，插座断电。夜间，人体红外传感器检测到有人经过时，对小灯泡进行通电，从而实现夜间照明的功能。
3.硬件电路
本设计采用STM32单片机为主控制单元，根据室内温度变化和定时器控制插座的开启和关闭，完成家居的智能化。
3.1 电源模块
电源模块主要用于为单片机及各模块提供稳定的电源，该模块由变压器电路、整流电路、滤波电路、稳压电路四个部分组成。通过变压器电路将220V的交流电转换成12V交流电，通过整流电路，输出12V直流电压。经过滤波电容，先进行稳压，再由稳压芯片LM7805和LM1117进行稳压，最后经过输出滤波电容后输出稳定的3.3V电压，给STM 32F103T6供电。模块框图如3-1所示：
图3-1电源供电框图
3.2 DS1612数字温度传感器
利用温度传感器DS1612直接输出数字信号的特点来实现对温度的采集。DS1612将采集来的模拟温度信号直接转换为数字信号，然后将输出的数字信号传送给单片机进行处理。该传感器上一共3个引脚，分别是信号输出引脚、VCC和GND（如图3-2）。
图3-2 DS18B20引脚图
DS1612温度传感器是美国半导体公司生产的COMS——数字式温度传感器。DS1612温度传感器内部存在两个存储器，我们能够在存储器中自定义设定上、下限的温度值进行温度控制，从而实现不需要CPU也可以独立使用，它能够直接将模拟温度信号直接转化为数字信号进行输出。DS1612温度传感器在芯片内部分别设置一个振荡频率温度系数较大的振荡器和一个振荡频率温度系数较小的振荡器，利用振荡器的开门时间的长短，再加上一个同实际温度的校正数据，从而构成了一个高精度的温度传感器。它的温度测量范围为-55℃～+125℃，测量精度为±0.5℃，精度较高，适用场景丰富。
3.3 夜间照明模块
该模块是基于红外接收技术和光敏电阻的伏安特性来实现的，单片机通过检测光敏电阻的阻值来判断白天还是黑夜，白天光敏电阻阻值变小输出为低电平，夜晚光敏电阻阻值变大输出为高电平，所以白天照明模块不会启动。当夜幕降临，照明模块启动，当人进入人体红外感应区域内时，红外传感器探测将会到人体红外光谱的变化，从而自动输出高电平，如果人没有离开探测范围区域，将会持续输出高电平直到人离开感应区域;人离开红外感应区域时，将会输出低电平，我们加入了一个延时开关，利用延时开关的延时特性，该模块将会延时一段时间再关闭负载，从而实现夜间照明的功能。
3.4 显示模块
显示模块是由两个2位一体共阴极数码管和一个3位一体共阴极数码管组成。其中两个2位一体共阴极数码管用于显示设定的温度上下阀值或在定时启动和关闭的时间，3位一体共阴极数码管，主要用于显示温度。
总结
5G时代即将到来，万物互联不再是口号，万物互联随着5G的到来也会随之到来，智能家居是万物互联的标志性产物，现阶段的智能家居发展时间的较短，各方面都存在着许多的不足，而且价格比较昂贵，大多数人不愿尝试，更愿意选择原来的家具。我们的产品“空调伴侣”，以智能插座为核心，控制空调、风扇等家电。让人们用普通家电的价格，体验市面上智能空调和智能风扇等家电的功能，使用我们的产品不仅仅有良好的体验，还能用户节省大量的时间和金钱。
作者简介：汪康康，男，1999.03汉族，江西省景德镇市乐平市，本科在读，研究方向：电子信息
关键词：STM 32;新型智能插座;智能;控制;夜间照明
1.引言
随着科技的飞速不断发展，人们的生活水平得到了巨大的提升。近几年，随着物联网的兴起，人工智能成为了当今最热的话题，智能家居应运而生，智能家居的出现改变了我们的生活方式。
智能家居雖然会给我们的生活带来便利，但高额的售价却让我们望而却步，而且智能家居刚刚起步，实现的功能有限，无法达到电影中的那种效果。而空调伴侣正好可以实现普通家居到智能家居的过渡，让买不起智能家居的人，有智能家居的体验。
空调伴侣以智能插座为核心，可以通过温度的设定及时间的设定对家中的家中的空调、热水器等电器进行控制，从而实现空调、热水器等家电进行智能供电。本产品还兼备夜间照明的功能，晚上夜起时提供照明，避免了夜起时的磕碰等问题。我们的产品用低廉的价格让你拥有智能家居的体验。
本系统使用廉价实惠的STM32作为核心控制器，温度采集使用了DS1612数字温度传感器，将模拟温度信号转换成易于单片机读取的数字信号和通过单片机的定时器进行定时。本系统还接入人体红外感应系统用于夜间照明和有源蜂鸣器提醒，7个共阴极数码管用于时间和温度设定及显示。
2.系统方案
本设计采用模块化，由电源模块、温度控制模块、定时模块、显示模块、夜间照明模块。系统框图如图2-1所示：
图2-1系统设计框图
在本系统中，电源模块是对单片机进行供电，以及将输出的高电平转化为200V的交流电供插座使用，单片机STM 32F103T6做核心控制器 ，DS1612温度传感器采集温度直接输出为数字信号，单片机对输出的数字信号进行处理与执行。当温度高于设定的温度上阀值时，单片机执行降温命令，同时绿色指示灯亮，插座开始供电。当温度低于设定的温度的下限时，单片机执行升温命令，同时红色指示灯亮，电路停止工作，插座断电，同时3位一体共阴极数码管会显示实时温度。通过STM 32F103T6单片机TIM1/TIM8高级定时器，对插座定时开启和关闭，当到达开启时间时，单片机执行供电命令，同时绿色指示灯亮，插座开始供电，当到达设置时间时，单片机执行断电命令，同时红色指示灯亮，电路停止工作，插座断电。夜间，人体红外传感器检测到有人经过时，对小灯泡进行通电，从而实现夜间照明的功能。
3.硬件电路
本设计采用STM32单片机为主控制单元，根据室内温度变化和定时器控制插座的开启和关闭，完成家居的智能化。
3.1 电源模块
电源模块主要用于为单片机及各模块提供稳定的电源，该模块由变压器电路、整流电路、滤波电路、稳压电路四个部分组成。通过变压器电路将220V的交流电转换成12V交流电，通过整流电路，输出12V直流电压。经过滤波电容，先进行稳压，再由稳压芯片LM7805和LM1117进行稳压，最后经过输出滤波电容后输出稳定的3.3V电压，给STM 32F103T6供电。模块框图如3-1所示：
图3-1电源供电框图
3.2 DS1612数字温度传感器
利用温度传感器DS1612直接输出数字信号的特点来实现对温度的采集。DS1612将采集来的模拟温度信号直接转换为数字信号，然后将输出的数字信号传送给单片机进行处理。该传感器上一共3个引脚，分别是信号输出引脚、VCC和GND（如图3-2）。
图3-2 DS18B20引脚图
DS1612温度传感器是美国半导体公司生产的COMS——数字式温度传感器。DS1612温度传感器内部存在两个存储器，我们能够在存储器中自定义设定上、下限的温度值进行温度控制，从而实现不需要CPU也可以独立使用，它能够直接将模拟温度信号直接转化为数字信号进行输出。DS1612温度传感器在芯片内部分别设置一个振荡频率温度系数较大的振荡器和一个振荡频率温度系数较小的振荡器，利用振荡器的开门时间的长短，再加上一个同实际温度的校正数据，从而构成了一个高精度的温度传感器。它的温度测量范围为-55℃～+125℃，测量精度为±0.5℃，精度较高，适用场景丰富。
3.3 夜间照明模块
该模块是基于红外接收技术和光敏电阻的伏安特性来实现的，单片机通过检测光敏电阻的阻值来判断白天还是黑夜，白天光敏电阻阻值变小输出为低电平，夜晚光敏电阻阻值变大输出为高电平，所以白天照明模块不会启动。当夜幕降临，照明模块启动，当人进入人体红外感应区域内时，红外传感器探测将会到人体红外光谱的变化，从而自动输出高电平，如果人没有离开探测范围区域，将会持续输出高电平直到人离开感应区域;人离开红外感应区域时，将会输出低电平，我们加入了一个延时开关，利用延时开关的延时特性，该模块将会延时一段时间再关闭负载，从而实现夜间照明的功能。
3.4 显示模块
显示模块是由两个2位一体共阴极数码管和一个3位一体共阴极数码管组成。其中两个2位一体共阴极数码管用于显示设定的温度上下阀值或在定时启动和关闭的时间，3位一体共阴极数码管，主要用于显示温度。
总结
5G时代即将到来，万物互联不再是口号，万物互联随着5G的到来也会随之到来，智能家居是万物互联的标志性产物，现阶段的智能家居发展时间的较短，各方面都存在着许多的不足，而且价格比较昂贵，大多数人不愿尝试，更愿意选择原来的家具。我们的产品“空调伴侣”，以智能插座为核心，控制空调、风扇等家电。让人们用普通家电的价格，体验市面上智能空调和智能风扇等家电的功能，使用我们的产品不仅仅有良好的体验，还能用户节省大量的时间和金钱。
作者简介：汪康康，男，1999.03汉族，江西省景德镇市乐平市，本科在读，研究方向：电子信息