论文总字数：17062字

摘 要

随着科技的发展，人们也逐渐因为科技而使生活得到大大的改善。从蓝牙的诞生到现在的低功耗蓝牙４.０技术，蓝牙渐渐融入到人们的生活中，而将蓝牙与插座结合生的产品更能很好的服务人们。

在生活中，无论是手机充电，还是电源充电等，都不应该长时充电，因此定时插座便变得相当重要，而且无线通讯的功能更能让你不用走近插座便可设置插座功能。本论文中，硬件方面，以Nordic的NRF51822-QFAC为主芯片设计了蓝牙控制和射频收发模块，以及基于SRD-05VDC-SL-C的继电器模块和基于变压器的交流220转直流5V的电压转换模块，软件设计方面，在研究了蓝牙4.0 BLE协议栈的基础上，根据基于RTC1的时间链表设计了时钟，可以显示时分秒和周期，并且利用链表来保存设置的时间，使之能够根据设置的时间打开或关闭继电器，在Android手机的APP可以和系统进行串口通信，通过发送数据来设置定时时间和插座模式。通过该插座让我们的生活更加方便和美好。

关键词：低功耗蓝牙４.０，Android手机，继电器模块

Abstract

With the development of science and technology, people also gradually because of the science and technology make life gets greatly improved.Since the birth of the bluetooth 4.0 low-power technology, bluetooth gradually integrates into people's lives, and combining the bluetooth socket with raw products more people can be a very good service.

In life, both in mobile phone charging, and charging power supply, etc., should not be long when charging, so regular socket has become quite important, and the function of the wireless communication can let you don't need to approach can set the socket function.This thesis, the hardware aspect, mainly on the Nordic NRF51822 chip design the bluetooth control and radio frequency transceiver module, and based on SRD-05VDC-SL-C relay module and communication based on transformer 220 turn 5v DC voltage conversion module, software design, after studying the bluetooth 4.0 BLE, on the basis of protocol stack, according to the time chain table design based on RTC1 clock, can show the minutes and the cycle, and use of linked lists to store the set time, to allow according to set time to open or close the relay, the Android mobile phone APP can undertake a serial port communication and development board, through time and outlet mode to send data to set the timing.Through the socket to make our life more convenient and good.

Key words: low power bluetooth 4.0, the Android mobile phone, relay module

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景和意义 1

1.2 智能电源插座研究现状 1

1.2.1 国内外智能电源插座认识介绍 1

1.2.2 国内外智能电源插座产品介绍 1

1.3 无线单片机研究现状 2

1.3.1无线单片机的认识： 2

1.3.2无线单片机的现状与发展 2

1.4 主要内容和章节安排 3

1.4.1 主要内容 3

1.4.2 章节安排 3

第2章 系统相关技术和设计方案 4

2.1 技术分析 4

2.1.1 蓝牙技术的起源 4

2.1.2 蓝牙低功耗（BLE）的介绍 4

2.1.2.1 BLE概念 4

2.1.2.2 BLE的拓扑结构 4

2.1.2.3 BLE的体系结构 5

2.2 智能插座总体设计方案 6

2.2.1 智能插座功能设计 6

2.2.2 系统整体架构设计 6

2.3 本章小结 7

第3章 智能插座的硬件设计 8

3.1 MCU硬件选型 8

3.1.1 NRF51822芯片 8

3.1.2 电源电路 9

3.2蓝牙定时插座模块 11

3.2.1 继电器模块 11

3.2.2 按键模块 12

3.2.3 液晶模块 12

3.3本章小结 14

第4章 智能插座的软件设计 15

4.1 软件总体设计 15

4.2 BLE程序的结构 15

4.3 BLE协议初始化 16

4.4 GAP层初始化 17

4.5 系统程序的设计 18

4.5.1 时钟程序设计 18

4.5.2 定时程序设计 21

4.5.3 蓝牙按键程序设计 24

4.5.3 硬件按键程序设计 27

4.5.3.1 系统的机械按键 27

4.5.3.2消除按键抖动： 27

4.6 本章小结 30

第5章 系统测试 31

5.1 整体测试 31

5.2 性能测试 33

5.2.1 时钟显示测试 33

5.2.2 定时测试 33

5.3 本章小结 34

第6章 结论 35

6.1 论文工作总结 35

6.2 论文未来展望 35

参考文献 37

致谢 39

第1章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

在社会的变革和发展中，人们的生活条件也好了，物质的满足开始让人们学会更好的去享受生活。科技的发展带动了智能家居行业的兴起，但是，由于智能家居的造价和水平的限制，智能家居还无法全面推广，怎样让智能家居全面替换目前的家电还需要进一步研究。

在家庭生活中，插座是普遍的家用电器，但现在大部分的插座不带开关功能，即使有开关，也是简单的机械按键。生活中很多的家庭火灾大部分原因都是插座的使用不当引起的，长时间的给家用电器充电，会很大的损坏电器设备，而手动的去开关插座又十分的不方便，同时不希望每次都跑过去开关插座。这样能够无线传输又拥有定时功能的智能插座得到了人们的普遍的希望，综合社会上存在的插座的缺点和不足，设计出采用单片机控制插座，能偶实现定时和无线功能安全又环保的智能插座，人们通过手机便就可以设定时间和开关，大大的方便了人们的生活。

1.2 智能电源插座研究现状

1.2.1 国内外智能电源插座认识介绍

插座在每家每户多会看到，成为我们生活中必不可少的东西，但对于智能插座想必大家还不是很熟悉。在国内，人们没有相对于国外被人所接受，现在的国人对智能插足还不是很认可。

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