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基于有源RFID的电器开关识别和控制电路

文章来源:微型机与应用 作者:【未知】 点击:次 时间:2014/7/14 16:36:28 转载:
摘要:设计了一种基于远程计算机网络监控电器开关电子标签控制和识别电路,可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。
近年来社会上涌现出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315 MHz或433 MHz无线遥控技术容易受到干扰[1]。
本设计以特高频2.4 GHz无线电技术为通信方式,附加分时、跳频和数据重发等技术,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如图1所示。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。

基于有源RFID的电器开关识别和控制电路
有源电子标签具有唯一的身份识别码(即ID号),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 有源电子标签系统框图
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、3.3 V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。
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