参考文献 18

致谢 20

1 绪论

1.1 选题背景

插头插座产品在持续不断地发展，现如今市面上的插座已经不单单满足简单的取电需求了。在上世纪50年代到70年代末，插座还是用简单的胶木材料制作，尺寸也四花八门，没有统一的标准，靠螺丝固定在墙上，插座没有市场标准，安全性能很差。当时的家庭插座基本不会随意移动，插座上连着的一台电器可能好几年都不会拔下来，很多家庭的插座为了安全和美观的考虑都会用橱柜挡住。到90年代，公牛品牌[1]成立，人民的安全意识提高，公牛品牌创造性地在插座上增加开关按钮。直至90年代后期国际才开始规范插座标准[2]，经过不断改革发展，今日市面上的插座已经符合第三版插座国际标准。直至今日，中国市场几乎所有的插座选用的样式依旧是当年公牛开创的按钮设计。而定时插座还仍在发展阶段。

1.2 选题的目的及意义

插座是日常生活最广泛使用的电器，所有电器的运转都离不开它。普通家庭的插线板大多不配备预先定时开关、过流保护和断电时保护等性能。这些原因却会带给我们的生活造成不必要的损失，如：出门上班后却发现家里忘记关灯；学生在家长时间沉迷于游戏和电视；学生在宿舍深夜还在追剧等等。

现如今，科技在高速发展，市面上开始出现各种各样的智能系统，也有很多智能家电走进普通家庭，如家庭服务机器人[3]、智能音箱、智能空调等等。科技在进步，人们已经不满足于单一的增加了按钮开关功能的插座，开始追求更加便利的智能化生活细节。例如：手机充满电后可以自动断电，避免电池过度损耗；电热毯可以在人熟睡后关闭，减少安全隐患；电视机在运作一定时间后休眠，防止未成年人过度沉迷等等。

综合各种原因考量，一款既能实现给电器供电又能在设定时间之外切断电源的家庭智能插座是众望所归。智能插座能缓解电器的待机过久带来的损耗，延长电器使用寿命，节约资源，减少安全隐患，让我们的生活更加智能化，提升使用者的幸福感。

1.3 选题在国内外发展的现状及趋势

智能插座领域尚在起步阶段，初代时控插座性能非常单一，定时准确性不稳定，难以满足人们日趋精细的生活与工作的需求。而传统的定时插座也因为造价高昂、功率损耗大、精度低等各种原因没与得到重视和关注。

因此，研究定时插座，对插座进行进一步地改良是非常有意义的事情。随着对用电那的智能空和网络环境的要求越来越高，参与流程运行的每个设施都需要具备高可靠性。而插座更是电器运转起来的最后一步，插座不稳定会使设备遭到损坏。单片机自问世以来一直被广泛应用于各个领域，以其性价比而广受重视。单片机具备体积小、灵活、价格低廉、容易开发等很多优点，它已经渗透融入到我们生活的方方面面。用单片机制作的定时开关操作方便、价格合适，更具备过流保护和短路保护的功能，是现代插座设计的大势所趋。

2 定时插座系统方案选择

2.1 单片机芯片的选择方案及论证

方案一：采用AVR单片机

AVR单片机是90年代后期ATMEL公司[4]研发的告诉8位单片机，一般应用于计算机设备、工业控制、仪表仪器等专业领域。它可靠性高、速度快、功能强大，但是程序较为复杂。

方案二：采用PIC单片机

PIC单片机是一种用来开发和控制外围设备的集成电路，最高操作频率为20MHZ左右，结构采用哈佛双总线结构，体积轻巧，价格低廉，低功耗，驱动能力强，适用于用量大但价格不易过高的产品领域，但同时外围电路较为复杂。