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《基于有源RFID的电器开关识别和控制电路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、基于有源RFID的电器开关识别和控制电路摘要：设计了一种基于远程计算机网络监控电器开关的电子标签控制和识别电路何以用于控制电器开关的通断，同时检测电器开关的真实状态，并将相关信息返馈给用户。设计实现了现场手动开关和远程遥控开关的相互独立，且充分考虑了低功耗、小体积和良好的通信性能，符合物联网的发展趋势。关键字：RFID触摸屏，电器开关，识别，控制电路,继电器，监控系统，控制开关，开关插座近年来社会上涌现岀各种类型的遥控开关，都能实现对电器开关的控制，但是往往忽略了对开关的监视,即远程网络触发控制开关后,人不在现场,对遥控
2、连接的开关是否真正动作不得而知。可见对网络遥控的电器开关不但需要控制，还需要识别和监视，做到真正意义上的监控，以增加实用性。关于通信方式，蓝牙、ZigBee技术控制电路复杂且昂贵，而315MHz或433MHz无线遥控技术容易受到干扰［1］。本设计以特高频2.4GHz无线电技术为通信方式，附加分时、助濒和数据重发等技术,大大改进系统通信性能，并且加入交流开关检测电路、双控开关电路等，旨在解决现有电器开关的状态不能实现远程识别和监视的问题。本设计只需将一个标签电路加载在现有的开关插座中,即可实现对多个电器开关的现场手动开关监
3、控、本地触摸屏无线监控、远程终端Web监控等3种监控方式，可应用于各种需要监控电器开关的场合。1系统组成及工作原理无线电器开关监控系统。系统采用了主设备、从设备、远程终端的框架结构，主设备是一个以ARM嵌入式为核心的读写器,通过WiFi或者网口接入以太网作为服务器;从设备是电器开关节点”加入本设计的电子标签电路，负责控制并检测电器开关的状态。有源电子标签具有唯一的身份识别码（即ID号）z与开关控制模块和状态确认模块相连接，控制电器开关的通断，同时检测电器开关的真实状态。在读写器的有效工作范围内，读写器可与多个电子标签进行
4、信息交互，获取每个开关的状态确认信号，以供用户访问。用户可以直接通过读写器上的QT人机交互界面对电器开关进无线监控，也可以在网络控制界面通过〃刷新"命令实时采集各电子标签的状态，以及有针对性地对特定电子标签进行控制。2硬件设计2.1有源电子标签系统本设计的有源电子标签系统框图如图2所示。其中，超低功耗单片机PIC24F16KA102.555可重复触发单稳态电路、无线收发模块nRF24L01、3.3V电源稳压模块构成了有源电子标签，易于安装拆卸;有源电子标签有两个接口,输入接口是交流检测电路，用于检测电器开关的真实状态，输
5、出接口是双控开关电路，用于控制电器开关的通断，因为这两部分体积较大且直接与市电连接”故共同封装。output连接电子标签的输岀控制接口。当output输岀高电平时，三极管9013导通,从而驱动继电器闭合;否则继电器断开。由此，远程遥控可以通过改变output的电平来改变电器的状态;同时，无论继电n开关处于何种状态，只要现场拨动〃手动开关〃，就能改变电器的状态。该双控开关具有明显的优点，当继电器控制电路出现故障时并不影响手动开关的功能，具有较强的实用性,即遥控开关和手动开关相互独立。2.2.2电器开关状态检测电路一般的遥控
6、开关都不能检测开关的实际状态,而本电路设计了用于检测电器开关的实际状态的电路，如图4所示，包括交流检测电路和555可重复触发单稳态电路两部分。电路采用了一个交流光偶(PC814)直接连接在电器两端。当双控开关连通时,电器两端将有50Hz的交流电压，经过交流光偶后，在光偶的4脚上就会产生一个100Hz的矩形波脉冲信号;当双控开关断开时，光偶的4脚上输出为高电平。为了利用电子标签中单片机的中断功能，还需加入一个"可重复触发单稳态电路"，本设计采用了以555时基电路组成的单稳态电路。可重复触发单稳态电路在暂稳态期间响应接收到的
7、新触发信号，电路重新被触发,使暂稳态延续。当两个相连触发脉冲的间隔时间小于暂稳态持续时间t=l.lxR5xC4,暂稳态彳報延续，即合理设置R5、C4可以使输出端持续输出高电平;当输入端输入高电平时，输出端为低电平。由此，可以利用电子标签input引脚的"电平变化中断〃来判断电器的状态。本电路直接利用交流光耦和555电路检测电器的两端是否有交流电，而不是通过软件处理得到电器的状态，因此可以准确地知道电器的真实状态，减少误判。同时，即使单片机损坏或继电器驱动回路损坏，手动开关依然可以控制电器，不受其影响。2.2.3主控模块主
8、控模块采用PIC24F08KA102超低功耗单片机,其典型休眠电流理论上可以低至20nA。该单片机具有SPI、3个外部中断、16个端口变化中断等接口，还具有内部EEPROM,完全可以满足有源标签的设计需求。本电路采用内部EEPROM储存标签的身份识别码(ID)，以避免外接EEPROM带来的功耗，节省了器件。主控单片机
