rfid技术的智能充电插座的设计与制作
摘 要本文设计了一款RFID智能插座，选用了51单片机作为RFID智能插座控制系统的主控芯片，在51单片机外部配置了RFID身份识别器、继电器以及RTC时钟器等核心功能模块，通过软硬件的设计，实现了RFID智能插座系统的对于刷卡用户身份的识别并以此相应启闭插座通断电等功能。在系统硬件设计方面，通过51单片机最小系统作为核心部分，通过与各模块之间的连接以及驱动，构建了RFID智能插座系统的硬件结构，在软件设计方面通过Keil软件进行了C语言代码的编写以及编译，通过程序生成的目标代码实现了对硬件的控制。经过了大量的系统测试，本系统最终表现出了非常高的可行性以及稳定性，非常适合推向未来的智能RFID智能插座市场。
目录
一、 引言
（一） 智能插座控制系统的发展背景概述
（二） 智能插座的国内外发展现状
（三） 本文主要研究内容
二、 方案选择及元器件介绍
（一） 主控器件的选择
（二） STC89C51单片机
（三） RC522型射频身份识别模块介绍
（四） DS1302型时钟芯片介绍
（五） LCD1602点阵显示器简介
三、 硬件系统设计
（一） RFID智能插座的系统结构框图设计
（二） 最小系统设计
（三） RC522型射频身份识别模块电路设计
（四） DS1302时钟电路设计
（五） 点阵显示器电路设计
（六） 插座开关电路设计
（七） 按键电路
四、 软件系统设计
（一） RFID智能插座系统的主程序流程图设计
（二） RC522型射频身份识别模块工作流程图
（三） DS1302芯片软件工作流程设计
（四） 点阵显示工作流程设计
（五） 继电器控制流程图设计
五、 实物制作 16
（一） 实物制作与安装
（二） 调试问题总结
总 结 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 元件列表 21
附录三 程序 23
附录四 实物图 37
引言
智能插座控制系统的发展背景概述
智能插座是一种通过微处理器进行控制和检测，能够实现电压检测、故障识别并且自动启闭等功能的电子控制系统。随着人类对电子技术以及智能技术的广泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如智能插座这种本来完全依靠传统结构来实现的常用模块，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到其内部结构中，已经不在是传统意义上仅仅能够实现电源供给和插头插入等简单功能了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得智能插座的概念得到了重新的定义，电源质量分析、故障检测、功率检测以及为用户提出用电建议等功能不断地被融入到智能插座控制系统中，颠覆了原先人们对于传统智能插座的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需启动插座系统即可对电源质量的实时检测，当电源出现欠压或者过压时，自动进入保护模式，将插座切断，对电器启动实时保护免受损害，这是传统智能插座所无法企及的。由于人们对于新型智能插座的需求和要求与日俱增，近几年来智能插座的研究呈现了如火如荼的景象，控制系统中的关键部分当属内部的微处理器部分，在电子智能插座刚进入人们生活之时，微处理器还停留在8位数据处理能力的状态，因此那时候只能够实现一些简单功能的智能插座，仅仅能够实现欠压和过压检测，无法对电源质量进行分析；而随着近些年32位微处理器的技术与日成熟，电源波动频率、纹波比重以及受纹波干扰大小的分析等智能功能都能够在智能插座控制系统中得到实现，这种高技术的智能技术使得对家用电器的保护功能更加完善，同时在报警功能上也不单单只是由蜂鸣器发出报警声音，自动连入国家电网或者通知供电局进行检修已经成为了司空见惯的功能。智能插座控制系统的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，人机友好、智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对美好生活的追求，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能智能插座在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能智能插座进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在这很多的不足之处，因此高智能的智能插座控制系统还不能够实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能智能插座，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低智能插座的总体设计成本，正确取代市场 上相当大一部分智能插座产品。
智能插座的国内外发展现状
根据前不久的一份智能插座行业前景研究报告显示，目前智能插座已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的智能插座影响着人们的日常生活，对于智能插座的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能智能插座控制系统的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现电源波动频率测量、纹波比重以及受纹波干扰大小的分析等功能，在成本以及系统稳定度上，要想追赶上国外，国内研究者还有很长一段路需要走。
本文主要研究内容
本文提出了采用8位型51单片机作为主控核心的RFID智能插座控制系统，通过将这种性价比超高并且带有高稳定性性能的芯片嵌入到这种系统中，能够大幅度地降低目前市场上相关产品的生产成本，并且在很大程度上改进了相关产品所存在的普遍缺点。在论文的结构安排上，文章的第一章主要通过到图书馆以及互联网查阅资料对RFID智能插座控制系统的发展背景进行了简要的阐述，并对目前国内外相关院校、企业或者兴趣小组的研究成果进行了调查与对比，从而分析出他们的研究现状；文章第二章快速确定了RFID智能插座控制系统的主控核心单片机即51单片机，该核心确立后，通过查阅大量资料，选择出了单片机外围模块所要使用的型号，并对其性能特点进行了简要介绍；论文的第三章是RFID智能插座控制系统的硬件设计章节，在这一部分，笔者将详细描述控制系统的硬件结构以及各个模块电路的设计过程；论文的第四章是软件设计章节，在这一部分，笔者将通过流程图形式对程序的设计过程进行详细的分析，并实现以下功能指标:
1、采用宏晶公司推出的STC89S51单片机作为主控器件，并通过C语言进行程序开发；
2、具有液晶显示效果，对插座系统的工作参数做显示；
目录
一、 引言
（一） 智能插座控制系统的发展背景概述
（二） 智能插座的国内外发展现状
（三） 本文主要研究内容
二、 方案选择及元器件介绍
（一） 主控器件的选择
（二） STC89C51单片机
（三） RC522型射频身份识别模块介绍
（四） DS1302型时钟芯片介绍
（五） LCD1602点阵显示器简介
三、 硬件系统设计
（一） RFID智能插座的系统结构框图设计
（二） 最小系统设计
（三） RC522型射频身份识别模块电路设计
（四） DS1302时钟电路设计
（五） 点阵显示器电路设计
（六） 插座开关电路设计
（七） 按键电路
四、 软件系统设计
（一） RFID智能插座系统的主程序流程图设计
（二） RC522型射频身份识别模块工作流程图
（三） DS1302芯片软件工作流程设计
（四） 点阵显示工作流程设计
（五） 继电器控制流程图设计
五、 实物制作 16
（一） 实物制作与安装
（二） 调试问题总结
总 结 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 元件列表 21
附录三 程序 23
附录四 实物图 37
引言
智能插座控制系统的发展背景概述
智能插座是一种通过微处理器进行控制和检测，能够实现电压检测、故障识别并且自动启闭等功能的电子控制系统。随着人类对电子技术以及智能技术的广泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如智能插座这种本来完全依靠传统结构来实现的常用模块，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到其内部结构中，已经不在是传统意义上仅仅能够实现电源供给和插头插入等简单功能了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得智能插座的概念得到了重新的定义，电源质量分析、故障检测、功率检测以及为用户提出用电建议等功能不断地被融入到智能插座控制系统中，颠覆了原先人们对于传统智能插座的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需启动插座系统即可对电源质量的实时检测，当电源出现欠压或者过压时，自动进入保护模式，将插座切断，对电器启动实时保护免受损害，这是传统智能插座所无法企及的。由于人们对于新型智能插座的需求和要求与日俱增，近几年来智能插座的研究呈现了如火如荼的景象，控制系统中的关键部分当属内部的微处理器部分，在电子智能插座刚进入人们生活之时，微处理器还停留在8位数据处理能力的状态，因此那时候只能够实现一些简单功能的智能插座，仅仅能够实现欠压和过压检测，无法对电源质量进行分析；而随着近些年32位微处理器的技术与日成熟，电源波动频率、纹波比重以及受纹波干扰大小的分析等智能功能都能够在智能插座控制系统中得到实现，这种高技术的智能技术使得对家用电器的保护功能更加完善，同时在报警功能上也不单单只是由蜂鸣器发出报警声音，自动连入国家电网或者通知供电局进行检修已经成为了司空见惯的功能。智能插座控制系统的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，人机友好、智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对美好生活的追求，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能智能插座在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能智能插座进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在这很多的不足之处，因此高智能的智能插座控制系统还不能够实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能智能插座，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低智能插座的总体设计成本，正确取代市场 上相当大一部分智能插座产品。
智能插座的国内外发展现状
根据前不久的一份智能插座行业前景研究报告显示，目前智能插座已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的智能插座影响着人们的日常生活，对于智能插座的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能智能插座控制系统的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现电源波动频率测量、纹波比重以及受纹波干扰大小的分析等功能，在成本以及系统稳定度上，要想追赶上国外，国内研究者还有很长一段路需要走。
本文主要研究内容
本文提出了采用8位型51单片机作为主控核心的RFID智能插座控制系统，通过将这种性价比超高并且带有高稳定性性能的芯片嵌入到这种系统中，能够大幅度地降低目前市场上相关产品的生产成本，并且在很大程度上改进了相关产品所存在的普遍缺点。在论文的结构安排上，文章的第一章主要通过到图书馆以及互联网查阅资料对RFID智能插座控制系统的发展背景进行了简要的阐述，并对目前国内外相关院校、企业或者兴趣小组的研究成果进行了调查与对比，从而分析出他们的研究现状；文章第二章快速确定了RFID智能插座控制系统的主控核心单片机即51单片机，该核心确立后，通过查阅大量资料，选择出了单片机外围模块所要使用的型号，并对其性能特点进行了简要介绍；论文的第三章是RFID智能插座控制系统的硬件设计章节，在这一部分，笔者将详细描述控制系统的硬件结构以及各个模块电路的设计过程；论文的第四章是软件设计章节，在这一部分，笔者将通过流程图形式对程序的设计过程进行详细的分析，并实现以下功能指标:
1、采用宏晶公司推出的STC89S51单片机作为主控器件，并通过C语言进行程序开发；
2、具有液晶显示效果，对插座系统的工作参数做显示；
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