无线开关

无线开关（精选9篇）

无线开关 篇1

随着无线电技术的不断成熟, 各种遥控设备已大量地在人们的生活中应用, 让我们体会到了许多的方便。许多电子爱好者肯定想过, 要是自己能动手制作一款遥控产品, 来解决生活中的一些不便, 那将是一件无比快乐的事。不知读者是否有这样的感受:在寒冷的冬天, 刚睡下, 结果发现自己家卫生间里的灯没关, 不去关吧, 太浪费电了, 去关吧, 衣服都脱了, 太冷了……要是那灯是遥控的就好了, 我只要在床上一按遥控器, 灯就灭了, 多方便!本文要介绍一款遥控开关的制作, 采用了数据加密处理, 具有可靠性好, 不会产生误动作, 密码可设定, 同时制作简单, 根据我们提供的元器件, 一装即成, 有兴趣的读者可以一试。

1. 电路工作原理

电路原理图见图1。电路主要由供电部分、无线接收部分、数据解码部分和开关控制部分组成。220V交流市电接在进线端子上，经C1、R1、VD1-4组成的降压整流电路后，在CW1上形成24V左右的直流电压，为电路提供工作电源。24V直流电压经R4降压后，在其CW3端输出稳定的5V工作电压，作为无线接收模块和解码电路的工作电源。

平时，IC1的12脚输出低电平，VT1截止，当接收模块IC2收到遥控器发射的无线电编码信号后，就会在其输出端输出一串控制数据码，这个编码信息经专用解码集成电路IC1解码后，在数据输出端输出相应的控制数据，本文介绍的数据信息为有效时D1输出为高电平，这个高电平经R3输入到VT1基极，使其导通，继电器吸合，从而点亮电灯;当无线接收部分收到的数据信息经IC处理后输出到D1数据为0时，VT1截止，继电器关断，从而达到遥控控制电灯的目的。

根据电路原理图，我们设计的PCB板图见图2。

2. 调试与安装

这款无线遥控开关制作比较简单，所有元器件参数我们都测试完成，读者只要按我们提供的元件参数安装便可完成。在制作中，先将阻容元件等焊上，然后焊上集成电路插座，最后焊上无线接收模块IC2，为了方便调试，R4可以先不焊。

应该强调说明的是，本电路中电源采用电容式降压，直接接入220V市电，可能使线路板带电，故有条件的读者可用外接5V直流电源对无线接收部分进行调试。插上IC1，将负极接于电路中的地，+5V接于CW3的正端，万用表直流电压档测量IC1第14脚电压，当按动遥控器时，每按一次，14脚电压应有明显的变化，否则就说明无线接收模块没有正常工作，查看接收模块有无插反等，如正常，再测IC1第17脚对地电压，按住遥控器时，这个脚的电压应为高电平输出，否则检查IC1有无插反，R5是否焊接可靠等，另外一点需要说明的是，有些制作者在焊集成电路插座时，由于焊接技术不熟练，将1到8脚的地址端与地或高电平相碰，无意中对解码芯片进行了编码，造成发射端与接收端地址密码不统一而无法解码，关于如何进行地址编码，我们在下面的文章中进行介绍;最后测12脚电压，当按一下“关”按钮时，这个脚的电压应为0，按一下“开”按钮时应为高电平。

市电供电部分的调试：将电源线接在接线端子上，万用表负端接地，正表笔接CW1的正极，查看电压是否为24V左右，否则请检查元件有无焊反等。由于电路采用市电直接供电，制作时须特别注意安全，所有线路板上的导电部分都不要用手去碰，否则容易发生触电事故。有条件的话最好通过1:1的隔离变压器进行调试。

经过以上两部工作后，如各项指标都正常，就将R4焊上。全部元件安装好后，将整块线路板装于绝缘外壳中，然后装上固定螺丝，一款遥控开关就制作完成了。接下来试机，接220V市电接于标有“220V”字样的接线端子上，将灯泡两根引线接于标有“LAMP”字样的接线端子上，接通电源，按一下开按钮，灯马上点亮，按一下关按钮，灯马上又灭了。制作好的电路板及实物见图3。

3. 遥控开关密码的设置

为了防止在同一区域内安装几套遥控开关时出现相互间的干扰，我们专门设计了密码，关于理论上设置密码的原理，这里不作详细介绍，下面介绍如果进行遥控器与接收器间密码的具体设置方法：

在发射与接收器上我们都设计了密码设置焊接点，只需将两者相对应就可以配对使用。在图4中，我们将发射器密码设置成：1脚接高电平，3脚接地，其余各脚均悬空。

与此相对应的接收器的密码设置见图5。

从中我们可以看到，接收器的密码设置也为：1脚接高电平，3脚接地，其余各脚均悬空。这样，我们就将发射器与接收器相对应了，只有密码设置一样的遥控器才能对灯进行遥控，其他密码的遥控器将无法操作，这样可以有效地解决多套系统相互干扰的问题。

4. 技术指标

这套无线遥控开关制作套件采用了继电器作为输出控制元件，因此对任何性质的负载都适用，对于输出功率的控制，理论上取决于继电器触头的容量，实际使用中电流最好控制在3A以内，同时在线路板设计时，为了增加导电能力，可以在继电器输出触头的PCB板上加上焊锡，若用此开关控制一些功率较大的感性负载，如电动机等，若开启的过程中出现抖动现象，在开关端并联一只0.1uF/400V的电容器便可以消除。本套件中所配的遥控器发射距离为200m，实际使用中由于受环境等因素的影响(特别是控制感性负载)，距离会变近许多，一般家用电器的距离是完全可以满足要求的。

无线开关 篇2

一、控制无线网络开关的常用方法：

以前我们曾经介绍过通过HTTP监控管理无线网络时发送的信息来读取开关无线网络的关键参数，再结合PERL语句建立批量自动化开关文件;当然还介绍过利用无线路由器自身的功能来设置时间调度具体限定无线网络开与关的时间段。今天我们则曲线救国用WPS巧妙控制无线开关。

二、什么是WPS：

WPS是由Wi-Fi联盟所推出的全新Wi-Fi安全防护设定(Wi-FiProtectedSetup)标准，该标准推出的主要原因是为了解决长久以来无线网络加密认证设定的步骤过于繁杂艰难之弊病，使用者往往会因为步骤太过麻烦，以致干脆不做任何加密安全设定，因而引发许多安全上的问题。

通过无线路由器上的WPS键可以让我们快速轻松的加密无线网络传输数据，阻止非法用户的入侵。一方面既保证了无线网络的安全，另一方面又让我们设置加密轻轻松松，每个人都可以很容易的上手。

三、如何曲线救国用WPS控制无线开关：

本文介绍的曲线救国用WPS控制无线开关的思路是建立在WPS加密自动化基础上的，正如之前介绍的在实际使用过程中我们可以直接按无线路由器上的WPS按钮，然后无线路由器会自动与开启了WPS功能的无线设备建立联系，这种联系是全自动的不需要我们输入任何信息。

那么假设我们直接按无线路由器上的WPS按钮，然后无线路由器会自动与开启了WPS功能的无线设备建立联系，但是如果网络中找不到这种开启了WPS功能的无线设备的话，由于该设备WPS相关的无线加密密钥已经发生了改变，所以之前设置好的密钥将无法奏效，从而让之前顺利连接无线网络的客户端中断，这样就形成了控制无线开关的目的。

归纳一下就是正常情况下客户端设备通过WEP加密密钥与无线路由器建立联系，要关闭此无线连接时我们直接按无线路由器上的WPS按钮，功能开启后无线路由器会自动建立和协商出一个WEP加密密钥，之前的密钥作废，从而之前能够顺利连接加密无线网络的客户端都将中断连接。

由于无线设备在WPS功能开启状态下找不到另外一个能够自动协商的WPS无线设备，那么他将停止搜索，但是这个过程中密钥不再恢复回去。

四、搜寻WPS按钮的踪迹：

正因如此我们可以将WPS按钮看作是无线网络的开关，当然并不是所有无线路由器产品都具备WPS功能，笔者接触的众多设备中只有SMCWBR14-N与Linksys公司的WRT160N，

当然我们判断某无线设备是否具备WPS自动加密功能的话只需要查看其外观即可，如果外观有一个WPS开关按钮或者对应的指示灯的话，我们就可以确定该设备具备WPS自动加密功能，从而我们可以利用他实现开关无线网络的功能。

小提示：

配套使用才能发挥WPS功能，说白了就是具备WPS功能的无线路由器必须和与之配套的无线网卡之间通讯才能够发挥WPS的效果，如果拿一起其他设备品牌的网卡将不起任何作用。

五、如何使用WPS自动加密功能：

当然除了通过按WPS自动加密按钮实现无线网络的开关外，我们完全可以通过WPS自动加密功能实现这种更加方便更加灵活更加安全的自动加密功能。

正面指示灯和WPS(Wi-FiProtectedSetup)一键加密按钮，只要按下WPS按钮，就能在它与另一台配置有WPS的无线设备之间自动建立一个加密的无线连接。

第一步：初始化无线网络并配置好客户端无线网卡后我们不用设置任何加密密钥，直接按住无线路由器上的WPS按钮，这时对应的指示灯会快速闪动。

第二步：在客户端上安装与无线网卡配套的无线管理程序，只有通过厂商自己提供的无线管理程序才可以实现这种WPS自动加密功能。仅仅使用XP系统自带的无线管理工具的话，WPS功能将无法正常使用。

第三步：在无线设备上的WPS指示灯持续闪烁时，到无线网卡界面的profile选项中点WPS。搜索到要连接的无线网络后我们继续点PBC按钮。就可以看到搜寻路由器的进度条。所有密钥配对工作都是自动完成的。

小提示：

尽量在要点PBC按钮前按路由器的WPS键，这样成功率更高，如果按WPS键很久后才执行PBC搜索路由器操作的话，很可能出现找不到任何WPS路由器的错误提示。

第四步：如果成功的话就会出现提示窗口要你保存，保存后可以看到系统自动产生的密码等信息。以后用这个连接无线十分方便，不用再输入验证密码了。

至此我们就完成了WPS功能的设置工作，以后连接该经过WEP或WPA加密的网络时并不需要我们手工输入WEP密文等信息。当我们通过WPS功能连接加密无线网络时，无线路由器的WPS是持续闪烁的。

六、总结：

无线开关 篇3

关键词 高压开关柜；无线测温技术；电力监控；实践应用

中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0149-01

随着我国电力事业的发展与发达，用电普及以及对电力供应的进一步广泛需求，使电力系统已经在逐步向着网络化、安全性、自动化、可靠易用的方面发展。由于电力网络的分布越来越广泛，电网的覆盖面积也越来越大，接触和使用的人群越来越多，使生活与工作中对电力系统安全性与自动化的呼声非常高。而对电力系统内相关元件的测温工作，一方面可有效控制电力元件不易被高温损坏和引起灾害，另一方面也需要利用自动化手段减少人工的投入，提高效率，且监测更为准确及时。无线测温技术属于微电子技术的一项创新，主要由布署于被监测范围内的多个微型传感器节点构成，再以无线通信方式构建成具有多跳性的网络系统，达到协作感知、采集和处理相应的电力系统元件信息。高压开关柜是电力系统中起到发电、输电、配电、耗电、电能转换、电力通断、用电控制与保护等作用的一种电器产品，尤其在制造业中成为企业输变电系统的重要组成部分。本文介绍了高压开关柜监控中采用无线测温技术的原理、优点、和具体方法，希望为相关行业工作者提供理论依据。

1 无线测温技术在高压开关柜中的应用原理

无线测温技术主要通过无线传感技术连接各个元件单元，并进行信息传递和命令传输。首先，温度采集器可对高压开关柜内各裸触点或母线连接处、元件表面等的温度进行监控，当发现温度超出设定范围时，温度采集器利用电磁波将相关信号传达至测温主控系统中；信息在主控系统内被分析决策、和制成传达信号，随后将该信号发送至终端，终端可为维修操作人员的手机、电子计算机、或其它类型的接收设备，使温度信息及时传达到相关人员处，并由接收人组织制定相应的解决方案，迅速作出决策，进行温度调节的实际操作。

当然，不同的高压开关柜测温监控系统的部署和节点等均有所不同，但整体而言，共分为三大单元，即现场测温单元、温度监控单元、和远程操作终端。

1.1 现场测温单元

该部分的主要组成内容包括无线温度传感器、逻辑控制电路、被测电路元件和单元、无线收发设备、供电电路等。无线温度传感器的作用就是对带电元件、尤其是高压开关柜中裸露触点、母线连接位置等易出现温度升高处进行实时监测，再通过2.4G的无线网络将测温报道信号传达给上一单元。

1.2 温度监控单元

该单元的主要元件即为温度监测仪，一般情况下，一个温度监测仪可作为一个无线接入点，且可同时接入六个传感器，接收相应的温度信息。多数高压开关柜的监测均将无线温度监测仪安装在柜体外部，方便实施现场查询、报警设置、参数调整等。随着光学显示器技术的快速发展，LCD显示器已经被应用于无线温度监测仪当中，用来更直观的了解和监测现场的温度变化。同时，温度监测仪与远程监控系统实现连接以便将相关温度数据上传至终端设备。

1.3 远程操作终端

远程操作终端的设立目的就是使相关的操作人员可以及时监测到高压开关柜的温度信息，了解和分析上传来的信息，制定解决措施，并进行温度调节以减少损失，提高安全性。

2 高压开关柜监控采用无线测温技术的优势

无线测温技术应用于高压开关柜的温度监控中，相比于传统的监测技术具有一定优势，包括以下几方面。

2.1 安全可靠性

由于无线测温技术采用了目前最为先进的数字温控技术以及微电子技术，减少了有线设备间的信号输送干扰以及线路间信息传递的流失，避免电场、磁场干扰，提高可靠性；同时该技术实现了实时监测和信息通报与报警，使险情极早被发现和处理，从而提高了系统安全性。

2.2 操作方便性

无线测温技术应用在高压开关柜的监控方面，无需过多的人力和财力投入，只要有专门的终端信息接收和分析员随时了解不良情况即可实现全程安全监控。而且，该技术的相关元件由于排除了冗长的线路铺设，在安装和重新调整组网时也比较简便快捷，有利于节约时间、减少浪费，加快电力网络的应用速度和提高接续效率。

2.3 智能自动化

该技术在各单元的信息传输过程中基本不需要人力介入，具有自动性，同时，温度采集仪器对高压开关柜的温度监测结果上传至主控系统，而主控系统可通过系统内已录有的比较参数对获得的温度信息进行分析比较，并自动转换成终端信息形式传递给终端，具有较高的智能化优点。

2.4 快速实时性

无线测温技术在各个信息传递环节均可实现实时性，同时在监控系统的计算机上还安装了实时管理分析软件，帮助系统进行历史数据分析和对比、运行状态全程性监控、不良信息预警与报示、乃至相关信息报表的打印。实时监测打破了传统的人员监测的时间延误以及人力间信息传达的时长，从而使信息快速传达与反馈。

2.5 免调试性

无线测温技术安装后只要接通电源即可进行相关信息的监测与传递，使用快捷直接，无需通电后调试，尤其对于一些企业停电期、以及改造期结束后快速进入正常工作状态。

3 无线测温技术在高压开关柜中应用的具体方法

根据笔者的工作实践，现将无线测温技术应用于某110 kV变电站中的高压开关柜温度测控作为应用实例进行简述，以便更直观的介绍该技术的具体应用办法。

该变电站中的配电室中设有高压开关柜。首先工程技术人员将温度传感器与高压开关柜中的比较容易发热的触点相接，以便更及时准确的评价柜体温度；第二，将温度检测仪置于高压开关柜外部某处安装，安装位置提前测试无线信号较强，且未超出无线覆盖范围，每一个温度检测仪与六个温度传感器无线连接，并绘制无线连接示图以便检修及故障排除时能够准确选择通路；第三，以隔离RS-485工业总线接口为媒介，将温度检测仪与远程监控设备实现连接以便信息传递。完成以上三步，即实现了一个变电站高压开关柜温度监测系统，实时对柜体温度进行监测，发现问题及时报警。

4 结束语

随着电力资源的不断创造和应用，人类不仅仅从用电中受益，用电也给人类带来了不少灾害，尤其是因漏电、短路等引发的火灾等，可能殃及诸多人群和财产，造成严重的生命和经济损失，危害社会。有统计数据表明，我国每年约有40%的电力事故是因高压电气设置温度不受控和过热而引发，可见温度控制的重要性。传统的温度控制方法包括蜡片测温法、红外测温法等，尽管也起到了一定的作用，但由于其人力、物力的投入较大，且信息传递过多的介入了人为因素，造成信息的不准确性以及延迟性。现代技术造就了无线技术的产生和发展，无线测温技术通过实时性、便捷性、免调试性等特点来达到安全可靠、快速高效的温度测量和信息传递作用，从而提高了对高压开关柜温度监控的迅速性和及时报警性，大大的减少了电力事故的发生率，为人类社会的全面发展作出贡献。

参考文献

[1]常俊斌.无线测温技术在化工厂电力系统中的应用[J].信息系统工程,2011,11(11):93-94.

[2]田旭东,董军,牛兵.无线测温技术在供电系统中的应用[J].中国设备工程,2011,4(4):40-42.

[3]陈成添,蔡声镇,李汪彪等.高压开关柜温度实时监测系统的设计与实现[J].福建师范大学学报,2008,24(5):49-50.

[4]孙剑,林伟国,陈咏梅.高压开关柜触点超温监测方法[J].北京化工大学学报,2008,35(4):100-103.

接触网开关无线监控分析 篇4

接触网开关是电气化铁路电力牵引供电的重要设备，它一般安装在站场和区间的接触网需作电分段处，主要作用是保证接触网的故障切除、分段停电检修或改变供电运行方式等。在枢纽站场存在数量众多、分布范围较广的接触网隔离开关，因此对其实施远动操作及集中监控对于保障接触网正常供电具有极大的实用意义。

1 系统构成及特点

1.1 系统构成

铁路枢纽接触网开关无线监控系统由当地控制计算机、远动通信前置机、无线转发单元、无线受控单元等部分组成。系统预留有与远动接口，可方便的接入运动系统中。系统构成如图1所示：

其中，远动调度端与远动通信前置机通过有线通道通信，而无线转发单元与无线受控单元则通过无线信道完成信息传输。

当系统处于远动状态时，位于远动调度端的调度员所发出的遥控命令，通过远动通信前置机解析后送入无线转发单元，无线转发单元经无线电台将信息发送至无线受控单元，无线受控单元接收并执行调度端的操作命令，驱动电动操作机构完成操作。同时无线转发单元把从无线电台接收到的，来自无线受控单元采集的开关状态及机构状态信息，经远动通信前置机发往调度端。

当系统处于当地状态时，当地控制计算机可以直接对管内开关进行遥控操作。信道为信息传输媒介，本系统采用有线、以太网、RS485与无线相结合的方式进行信息传输。当地控制计算机与通信前置机之间的通讯采用RS-232口通讯，调度端(CC)与通信前置机之间采用有线、以太网、RS485相结合，通信前置机与近程通讯为无线方式。

1.2 接触网开关无线系统特点

1)采用LCD显示器显示可控的全部接触网供电示意图，以不同颜色区分当前对象状态(合、分、当地、远动、有电、失电、无响应、不查询)和RRTU状态，直观、方便;

2)控制操作可在LCD图形用户界面下使用鼠标点击进行选择和执行操作，简捷、快速;

3)设有当地/远动控制键，可直接对管内开关进行操作;

4)当前管内各开关的状态信息直接反映在LCD模拟图中，开关位置状态一目了然;

5)使用工业控制计算机，系统稳定、可靠;

6)支持交、直流电源供电，适应环境宽;

7)可选择多种通讯规约模块;保证满足不同远动系统的通信接口。

2 通信规约

无线监控系统主站(RTU)与无线受控单元之间通信应遵循相关的规约：

规约适用于主站(或称调度端)与一个或多个远方数据终端(RTU)及主站与MODEM、MODEM与RTU进行通讯。通道连结可以是点对点、星形、分支线、环形等，信息传输方式为异步方式。报文内容以字节(8位)为单位，附加起动位、奇偶校验和停止位。在信道中传送顺序如下：

起动位-B0-B1-…B7-奇偶校验位-停止位，以起动位开始，以停止位结束。信息内容最低位(B0)最先送，最高位(B7)最后送。起动位，奇偶校验位，停止位是异步传送和校验之需要，由硬件电路(UART)加于信息内容上发送，到接收端即去掉，仅将信息内容送出。

报文格式：1

1)地址：用来区分各个不同的RTU、MODEM。一般一个RTU用一个地址，且相应的RTU→MODEM也使用此地址。如RTU容量特别大，也可占用多个RTU地址。地址范围从00-FEH (0-254)，可任意选用，而00H为特殊的地址，即作广播命令使用。用00H地址传送一种特殊命令，它对所有RTU或MODEM有效，RTU或MODEM无条件执行而不允许返送任何应答报文。

2)报文类型：用来说明报文的不同内容或类型，规定不同的码字代表相应类型的报文。

3) 数据区长度:用来代表报文数据区的大小 (字节数) 。

4) 校验码:是采用国际标准化组织ISO制定的HDLC标准CRC校验码, 其生成多项式为g (x) =x16+x15+x2+1, 信息多项式f (x) 在运算中的高低顺序为:从字节1的B0位开始依次排列直至数据区的最后字节n+3字节的B7, 令f (x) /g (x) 所得余式为:

r (x) =b15x15+b14x14+……+b1x+b0

则CRC校验码为:

CRC (1) b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

CRC (2) b15 b14 b13 b12 b11 b10 b9 b8

3通信前置机

CPU单元, 完成有线/无线数据的转换, 与上一级调度端和当地调度端通过有线通道进行通信, 通过无线信道对无线受控单元进行管理和查询, 通过内部485总线管理遥信单元。具有有线/无线数据转发、位置信息采集两大功能。调制解调器, 完成无线通道信号的调制和解调。

RTU具有有线/无线数据转发、位置信息采集功能, 对所属范围内无线受控单元运行状态进行管理和查询, 一方面把上一级调度端和当地调度端通过有线通道发出的下行信息转换成无线电调制信号传送至无线受控单元;另一方面把无线电方式收集的开关状态信息通过有线通道发往上一级调度端和当地调度端, 完成有线与无线数据的转换。同时通过485总线查询位置信息采集单元, 并将断路器位置信息上送上一级调度端和当地调度端。通过远动接口, 通信前置机与铁路电力自动化系统进行远程通讯, 通信前置机具有一机双调的功能。

4结论

可控制任何家电的无线蓝牙开关 篇5

这款名叫Avi-on的智能开关就可以实现大家的想法。Avi-on不仅是一款无线蓝牙开关, 同时更方便的是它可以直接贴在墙上。该开关通过蓝牙发射指令给接收器, 接收器连接在电器和插座之间, 通过这种方式控制灯的开关。不但如此, 如果被控制的电器是灯具, 还能通过滑动开关调节灯的亮度。接收器有室内和室外2种, 原理都是一样的。

当然, 除了用专用的开关控制外, 设备还提供使用手机控制开关的功能。手机只要安装专用App, 就能实现上述的所有功能, 目前该App支持i OS和Android平台。除此之外, 还能够实现定时开关, 控制供电时间等更复杂的功能。

多功能无线遥控开关的设计 篇6

关键词：无线遥控开关,电路设计,双D触发器,L298N

0 引言

目前,市场上很多遥控开关产品功能单一、体积较大、工作可靠性较差,难以达到多种多样的使用要求。本文介绍的多功能无线遥控开关电路简单、体积较小、工作稳定,能够实现无线遥控电机正反转和多路开关功能,稍加改造就可实现多种功能组合,具有很强的实用性。

1 电路组成

多功能无线遥控开关主要由无线遥控器、无线接收模块以及控制模块组成。无线遥控器和无线接收模块联合使用,采用编码解码芯片PT2262/PT2272,工作频率为315MHz。无线遥控器为四按键(A、B、C、D)遥控器,无线接收模块采用PT2272-M4芯片,信号输出脚分别为D0、D1、D2、D3,按下无线遥控器A、B、C、D键对应D0、D1、D2、D3输出约5V高电平控制信号,同时VT端也输出解码有效高电平信号。

控制模块功能主要由L298N电机控制芯片和74LS74双D触发器配合实现。电路原理图如图1所示。P1连接5V直流电源,P3对应连接无线接收组件GND、Vcc、D0、D1、D2、D3、VT,P2连接直流电机,P5连接用电设备,P4为多路调节插头。控制模块PCB板使用Altium Designer 14软件设计,体积仅为65mm×25mm×25mm。

2 工作原理

2.1 遥控电机正反转原理

L298N芯片OUTl和OUT2端连接直流电机。EnA是控制使能端,控制OUTl和OUT2之间电机的停转,IN1、IN2脚接入控制电平,控制OUTl和OUT2之间电机的转向。将EnA直接连接VCC,令使能端EnA有效。根据其使能引脚、输入引脚和电机转向之间的逻辑关系,当按下无线遥控器A键,无线接收模块接收到信号在对应的D0、VT脚输出高电平,VT脚控制LED指示灯亮,D0与IN2连接,此时IN1为低电平IN2为高电平时,电机反转 ;当按下无线遥控器C键时,无线接收模块接收到信号在对应的D2、VT脚输出高电平,VT脚控制LED指示灯亮,D2与IN2连接,此时IN1为高电平IN2为低电平时,电机反转。由于无线遥控组件采用M4点动芯片,当松开无线遥控器按键时,IN1、IN2没有信号输入均为低电平, 电机停止。因此,实现了电机正反转的无线点动控制。

2.2 遥控开关原理

无线遥控开关功能使用74LS74双D触发器和L298N芯片配合实现,可实现两个5v用电设备的开关功能。这里将P4数据头1、2短接,以遥控一个用电设备为例说明工作原理。

74LS74芯片一个D触发器的1D与1连接,1CP无线接收模块输出脚D3连接、1Q与L298N芯片输入脚IN4连接,无线接收模块输出脚D3为低电平, CP1=0,此触发器不工作,处于维持状态, 因此输出脚1Q为0,L298N芯片输入脚IN4为低电平。另一个D触发器的的2D与连接,2CP无线接收模块输出脚D1连接、2Q与L298N芯片输入脚IN3连接。在开始对用电设备开关进行遥控前,先按下无线遥控器B按键,无线接收模块接收信号并在输出脚D1输出高电平(D1=1),因此触发器输入2CP=1。此时2D=0,根据真值表输出遥控器按键松开,无线接收模块输出脚D1输出低电平,触发器2CP恢复为0,触发器输出脚2Q=2D=0、保持不变。

遥控开启用电设备 :当按下无线遥控器B按键时,无线接收模块接收信号并在输出脚D1输出高电平(D1=1),因此触发器输入2CP=1。此时2D与相连,,根据真值表输出遥控器按键松开,无线接收模块输出脚D1输出低电平,触发器2CP恢复为0,触发器输出脚2Q=2D=1、保持不变。因此,L298N芯片输入端IN3与2Q相连为高电平,IN4为低电平,使能端EnB直接连接VCC为有效,输出端OUT3和OUT4开始为用电设备供电,实现用电设备遥控开启。

遥控关闭用电设备 :当再次按下无线遥控器B按键时,无线接收模块接收信号并在输出脚D1输出高电平(D1=1),因此触发器输入2CP=1。此时2D与相连,根据真值表输出=1。遥控器按键松开,无线接收模块输出脚D1输出低电平,触发器2CP恢复为0,触发器输出脚保持不变。因此,L298N芯片输入端IN3与2Q相连为低电平,IN4为低电平,输出端OUT3和OUT4停止为用电设备供电,实现用电设备遥控关闭。

3 总结

高压开关柜无线温度传感器设计 篇7

因此, 急需一种能实时监测高压开关柜内各类设备、触头和节点的温度预警系统, 在高温事故发生前能发出预警信号, 通知变电站运维人员采取紧急措施, 避免电气火灾的发生。 温度预警系统中温度传感器又是重中之重, 本文设计了一款低功耗的无线温度传感器, 能将采集到的温度通过2.4G无线网络发送给无线接收模块。

1 硬件设计

1.1 常用的开关柜节点测温方法

(1) 柜内红外线离线测温: 红外测温为非接触式测温, 但极易受环境灰尘影响, 因为高压设备一般积灰较多, 当红外测温探头被灰尘遮盖后, 温度测量值急剧变化, 常常正常的温度突然显示几百度, 从而误报警。

(2) 红外热像仪测温:无法监测到柜内的关键节点温度, 只能测量露在柜子外面的节点温度。

(3) 光纤测温:采用光纤传输温度信号, 具有优异的绝缘性能, 能够隔离开关柜内的高压, 可直接安装到开关柜内的高压触点上, 准确测量高压触点的运行温度。 然而, 光纤表面可能受到污染, 将导致光纤沿面放电, 这使得光纤测温系统用于室外开关设备测温时受到限制。

1.2 无线测温的优点

无线测温采用无线信号传输, 传感器直接安装在设备上, 温度测量准确, 解决了电气绝缘的问题, 且不受环境影响, 可以测量室内外任何高压带电设备的温度。

1.3 无线温度传感器电路设计

传感器电路组成框图如图1 所示。

(1) 单片机选用microchip低功耗单片机pic16f913, 该处理器内部采用高精度振荡器、宽工作电压范围 (2.0~5.5V) 、工业级的温度范围、高耐用性闪存。 使用纳瓦技术, 待机电流小于100m A (当电压为2.0V时) , 看门狗定时器电流为1u A (当电压为2.0V时) 。

(2) 温度传感器采用美国AD公司的新产品TMP36, 是一款工作电压低、精度高的温度传感器, 其测量温度范围为-40~125℃, 在0℃时输出0.5V, 25℃时输出750m V;静态电流小于50u A, 关闭状态时功耗仅0.5u A;在整个测温范围内, 其精度为±1℃, 线性度±0.5℃。

(3) 2.4G无线通信模块选用微型NRF24L01+无线模块。该模块选用NORDIC公司的NRF24L01+芯片, 有如下特点:低工作电压1.9~3.6V;具有125 个频点, 可实现跳频通信;可工作在发送、接收、停机、待机、掉电等5 种模式。 模块的工作参考数据如表1 所示。

数据包有2 种处理方式:Shock Busrt和增强型Shock Burst模式。 Shock Busrt模式下, MCU通过SPI接口与NRF24L01+通信, 当接收到数据包时, NRF24L01+拉低IRQ引脚, MCU通过中断或查询该引脚从RX FIFO中读出数据, 发送数据结束后拉低IRQ通知MCU。 增强型Shock Burst模式下数据发送方要求接收方接收到数据后发一个应答信号, 以便发送方检查接收方是否收到数据, 如查到接收方没有收到数据, 则重新发送数据包。 此种重发机制完全由芯片自行完成, 不需MCU参与。

(4) 参考电压。 电路中采用TI公司的TL431 产生2.5V参考电压, 来作为AD采样的基准电压。 TL431 是一款具有良好热稳定性能的可控精密稳压源, 工作温度范围为-40~85℃, 误差为±0.4% (25℃) 。

(5) 低功耗控制。 在MCU处于休眠状态时, 关断NRF24L01+模块及TMP36 的电源, 由PIC16F913 的RC6引脚输出高电平, 使Q1 (AO3401) 的G极为高电平, VDD失电。 正常的温度采集状态时RC6 输出低电平, Q1 导通, VDD得电。

1.4 无线温度传感器

无线温度传感器尺寸为22mm×14mm×17mm (长×宽×高) , 感温铜片紧帖传感器TMP36。

1.5 电池

选用锂亚高能量电池ER17335, 标称容量为1900m Ah, 开路电压为3.6V, 工作温度为-55℃~85℃ , 尺寸为:￠17mm×33.5mm。

2 软件设计

软件系统依靠8 位单片机PIC16F913 来实现温度采集与无线发送功能, 具体有以下3 个方面的功能:

2.1 写码

为每一个无线温度传感器分配5 个字节的无线通信网络地址以及1 字节的自身地址, 只有具有相同网络地址的NRF24L01+芯片之间才能通信。 写码时将PCB板上的写码跳线与GND网络短接, 重新给传感器上电, 使程序进入到写码流程, 这时上位机通过串口对传感器写入地址码。 写码通信规约如表2 所示, 表2 中校验和为从包头到自身地址的所有字节之和。

2.2 温度采集与无线传输

使用PIC16F913 的第0 通道AD转换器来采集TMP36 的输出电压, 具体算法是:连续采样10 次, 去掉最大和最小值, 再求和后求平均值, 再通过公式 (1) 换算成实际的温度值t。

t为小数, 为了数据发送方便, 将t乘以10 得到整数, 即t的精度为0.1, 在后续的仪表中再换算过来。

无线发送策略:模块每次上电初始时都传输温度值, 以后每次定时休眠被唤醒后, 都采集温度值, 并与上次的温度值作比较, 如差值的绝对值大于3℃, 将温度值立即无线发射出去, 供无线接收模块接收, 否则正常状态下每5 次采集发送一次温度数据。无线温度数据传输通信规约如表3 所示, 其中校验和为数据包前5 字节之和。

2.3 低功耗控制

除了使用前面介绍的使用无线传输决策来控制无线发送次数外, 系统还采用定时休眠来降低功耗。PIC16F913 的休眠模式可以提供一种电流消耗很低的工作方式, 休眠中的单片机可通过中断或看门狗定时器唤醒。 WDT以标称的16ms作为其工作时基, 通过设置看门狗定时器控制寄存器WDTCON来实现不同的定时时间, 本软件系统中将看门狗定时器定时时间设置为8.118s, 程序如下:

3 结束语

无线开关 篇8

电网设备智能化已经成为当前电网建设的趋势。其中与用户相关联的就是配电网, 配电网建设在先期一直不太受到重视, 但随着供电可靠性和供电不间断率的提高, 加上用户对用电质量和电能需求的提高, 配电网建设和关注度日益升高。开关柜由于其数量众多, 难以达到全面掌控, 因而每一个开关柜的检测周期相应较长, 其内部常常发生缺陷, 开关柜内部常见缺陷问题主要以发热缺陷为主, 尤其是夏天, 该发热缺陷与天气具有明显的关联关系, 因此提出在开关柜内部安装无线测温装置, 测量和观测关键部件的温度, 掌握开关柜内部温度场分布。然而该方法虽然解决了如何了解开关柜内部温度场分布问题, 也给开关柜本身绝缘强度造成一定威胁, 并且安装位置的不同, 对该开关柜内部绝缘强度影响程度也不同。无线测温装置常常出现安装位置的盲目性, 没有可靠的试验依据为安装无线测温传感器以及其它传感器提供有力的试验参考。

建立开关柜添加无线测温装置的试验平台, 通过移动无线测温装置与高压带电体的相对位置, 借助紫外成像仪[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]和摄像机观察分析存在无线测温装置后高压电极放电过程以及闪络过程[14,15,16,17]。期望能够研究无线测温装置安装位置与开关柜绝缘距离的关系, 为开关柜内部装设无线测温传感器提供有效的方法。

2 试验装置及电路

图1所示, 开关柜内缺陷试验原理图。图中K为开关, RD为熔断器, T1为调压器, T2为升压变压器 (220V/50kV, 1kVA, 50Hz) , R为水电阻 (数百kΩ用来保护测量设备) , V为阻容分压器和C是值为0.0279μF的电容。所有的实验都在室温 (23℃) , 大气压 (748mmHg) 下和相对湿度为40%～60%进行。本实验中配合采用紫外成像仪和摄像机观察放电过程, 同时记录起晕电压、闪络电压数值。摄像机在约1.2帧/秒时达90个画幅。变焦:光学×20;数字×12 (0.7Lux 的感光器:光学×18;数字×12) ;可见光感光度:3Lux;可选0.7Lux。以一铁块模拟在线监测装置, 将其置于高压导体下不同位置, 考察它对带电导体与板电极的起晕电压、闪络电压的影响。该实验主要通过采用尖形电极和镀铝锌板 (115×72×2.1) cm模拟开关柜, 以尺寸为 (3.5×3.2×1.6) mm的铁块为无线测温装置, 布置不同的位置, 考察测温装置对电场的影响情况, 如图2所示。现场接线, 设置不同距离, 对尖形电极施加电压, 观察电晕放点情况。

3 安装位置对开关柜绝缘影响

3.1 无测温传感器电极系统绝缘强度分析

温装置时, 尖形电极的端部到铁板的垂直距离为4cm, 逐渐增加电压由紫外仪所得放电情况图片中可以得到, 此时的起晕电压为8.3kV, 闪络电压为29kV。随着施加电压的增高, 其紫外脉冲个数并不是线性增长, 高压电极施加电压与紫外脉冲数之间的关系呈现指数型增长。紫外放电区域随着电压的增加而增加, 并且放电区域呈现由放电事发尖端附近开始, 且放电区域呈现离散分布状态, 并且随着电压的升高, 放电区域更加集中且弥散分布;电压等级越高, 放电区域越大。

3.2 测温传感器电极系统绝缘强度分析

加装无线测温装置, 布置不同位置, 无线测温装置距离尖形电极在铁板投影d=10cm时, 不同电压时电场放电情况如图2所示, 起晕电压为8.0kV, 预击穿电压为27kV, 闪络电压为29kV。该闪络电压与无无线测温装置情况下比较, 没有区别。这主要由于测温装置距离尖板电极系统电场最强区域较远, 对其影响并不大, 因而闪络电压没有太多变化。从存在测温传感器的电极系统紫外图像看, 随着电压的增加, 紫外脉冲数也随之增加, 也呈现指数型增加;但随着电压等级的增加, 放电面积也是增加的;而在尖板电极系统闪络之前, 与无测温装置情况比较, 紫外放电脉冲数变化并不剧烈, 增长幅度并不大。这主要是虽然测温传感器并没有直接影响电极系统闪络电压数值, 但是在放电脉冲的数量可以看出, 测温传感器实质对电极系统的放电起始电压具有微弱降低作用 (本次试验电极系统起晕电压为8.0kV, 而前一次试验电晕起始电压为8.3kV) ;放电起始电压的降低说明, 测温装置的存在使得放电通道更加容易形成, 空间电荷以及放电产生的电荷也相应较多, 因而一次放电能量较大, 而施加电压一定的情况下, 放电脉冲数也就相应较少, 即紫外脉冲数较少。

无线测温装置距离尖形电极在铁板投影d=4cm时, 不同电压时放电情况如图3所示, 起晕电压为7.89kV, 预击穿电压为27.1kV, 闪络电压为27.2kV。本次试验中测温装置的距离较上次近了6cm, 空间距离明显发生变化, 起晕电压且有所降低, 主要还是由于测温装置靠近, 比较明显的改变了原有电极系统 (不存在测温装置情况) 电场分布, 局部电场较高, 使得电极系统在较低的电压下较容易发生放电, 放电通道也较容易形成, 使得放电起始电压降低。由图3所示, 随着电压的增加, 紫外脉冲数也增加的趋势, 并且放电白色区域也明显增加, 而在26kV和27kV时紫外脉冲数分别是67和59, 较没有测温装置情况下, 紫外脉冲数明显降低, 紫外脉冲数虽然具有明显降低, 其原因主要来源于测温装置较前一次试验, 空间距离明显较近, 对尖板电极系统具有明显的影响, 每次放电能量较大, 放电次数较少。

无线测温装置 (铁块) 距尖形电极端部在铁板上的投影距离d=2cm时, 不同电压时放电情况如图4所示, 起晕电压为8.2kV, 闪络电压为25.9kV。紫外放电白色区域随着电压的增加, 其放电区域面积也增大。并且随着电压增加, 电极系统放电闪络电压明显降低, 说明测温装置对于其安装位置在距离较近的情况下, 具有较大的影响, 并且放电区域 (白色区域) 具有偏向测温装置的趋势;从紫外图像可以看出, 紫外图像的脉冲非连续, 是离散的;主要是由于当发生放电时, 由初始电子崩开始, 进而随着电压的增加, 二次电子崩产生, 而后形成较为明显的电离, 由于持续电压作用, 最终形成持续的流注放电, 形成较为明显的流注放电通道, 放电持续发展, 放电过程中放电自身是量子化, 跳跃式, 因而在紫外成像也是离散化的。当电压等级为8.2kV至16kV时, 紫外放电脉冲数随着电压的增加呈现较为平缓的增加;当电压等级为18kV至24kV时, 尤其是16kV脉冲数31, 增加至18kV紫外脉冲数为72, 呈现爆发性增长, 从图5中可以看出其具有分段指数型增长模式;这主要是由于前期电压等级相对较低, 放电较弱, 电子崩及二次电子崩并没有持续产生, 无法自持放电, 仅能够偶发性发展, 而随着电压等级的增加, 空间电荷的增加, 二次电子崩演变为流注放电, 形成自持放电;电压继续增加, 高压电极和板地电极形成较为明显的放电通道, 最终形成闪络。

3.3 存在测温传感器电极系统绝缘强度分析

铁块距尖形电极端部在铁板上的投影距离d=0cm时也即铁块位于尖形电极正下方时, 起晕电压为5.1kV, 闪络电压为19.3kV。铁块直接放置高压尖刺下方, 因而使得其间隙距离明显缩短, 因而其闪络电压和起晕电压都明显降低, 主要原因是由于铁块的存在直接导致间隙距离缩短。随着高压电极施加电压的增加, 紫外脉冲数呈现典型指数型增长趋势, 并且其放电区域呈现逐渐增大的区域, 这些增大的区域弥散分布, 且由高压电极附近放射状辐射开来, 如图6所示。这主要是流注通道形成后, 电极之间还未闪络, 通道之间没有产生贯穿性通道, 因而呈现离散、弥散状电子崩群状态。

从图7中可以看出, 铁块距尖形电极端部在铁块上的投影距离与紫外脉冲数的关系。

4 结论

随着施加电压的增高, 其紫外脉冲个数并不是线性增长, 高压电极施加电压与紫外脉冲数之间的关系呈现指数型增长。无测温装置时不同电压时放电情况。从紫外图片中可以看出, 紫外放电区域 (白色区域) 随着电压的增加而增加, 并且放电区域呈现由放电事发尖端附近开始, 且放电区域呈现离散分布状态, 并且随着电压的升高, 放电区域更加集中且弥散分布;电压等级越高, 放电区域越大, 其白色区域越大。

参考文献

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基于无线网络的智能开关控制系统 篇9

随着科技的发展, 与智能家居相关的设备逐渐走入了人们的家中。南京物联传感技术有限公司提出的自我搭建智能家居的平台, 使得手动搭建智能家居变成可能[1];海尔推出的智能云家电, 实现了家电终端生产与智能家居平台的结合[2]。这些产品的优点在于实现了家居生活的智能和远程控制, 但是目前很少有商家能考虑到家中开关的智能控制, 开关的智能控制能从源头上解决安防问题, 并且更加稳定。

现代家庭中的阀门和开关的控制至关重要, 大量媒体报道过由于电源没有关闭造成的漏电和火灾, 或者冬天出门时候由于忘记关闭阀门而造成的水管破裂[3]。目前市场有关家中开关器件和阀门的产品比较少, 杭州晶控电子有限公司智能家居平台实现了对于家中开关和阀门的远程控制, 人们从手机和电脑上就可以控制家中的开关器件, 但是在手动控制的情况下依然会出现人为忘记开合开关引起的不必要的事故或者麻烦。采用自动开关控制系统后, 人们不需要对家中的电气开关和阀门进行控制, 该系统的传感器会自动检测到家中的人数, 从而对家中阀门和开关的开合进行控制。智能开关控制系统节省了劳动力, 增加了生活的安全性。文献[4]强调家中阀门安全性的自动检测危险的阀门。文献[5-6]侧重于从公共场所安全的角度来设计的门禁系统。由于是在公共场所, 所以要对进出人员特征进行识别, 如摄像头检测人脸特征或者指纹检测器检测出指纹特征。而本文侧重于对家庭中的阀门和开关器件的统一控制和危险预防, 家庭不是公共场合, 对人员特征的识别可以减弱而方便性却可以变强。采用自动开关控制系统在节省人力和能源的情况下还做到了对于危险事件的预防。

1 系统硬件框架

系统结构如图1所示。系统由主控板、第一发射板、第二发射板、接收板、驱动板、人体检测装置、无线收发装置和开关器件驱动装置组成。人体检测装置的发射端分别设置在第一发射板 (c) 和第二发射板 (d) 上, 接收端分别设置在主控板 (a) 和接收板 (b) 上;无线收发装置的发射端设置在主控板 (a) 上, 接收端设置在驱动板上 (驱动板不在图中显示, 而是在控制终端, 驱动板和开关器件与整个系统的关系如图2所示) ;开关器件驱动装置设置在驱动板上并与开关器件相连;主控板中包括主控制模块、电源模块和数据显示模块, 主控板和第一发射板、接收板和第二发射板分别安装在门框 (e) 两边并且高度两两对应。门框的边缘安装检测门开闭状态的传感器, 当家中的门关闭的时候, 节能模块启动, 关闭系统的供电, 在关闭前系统每隔5 ms就会将所有数据存储于单片机的E2PROM中。当门再次开启时, 单片机首先会读取存储于E2PROM中的数据, 继上次记录的数据继续运行。系统在运行过程中如果运行时间过长或者有类似人的物体经过, 在统计人数的时候会出现错误。当错误出现的时候, 只需清空家中的人数后按下清零按钮就可以将人数与房屋中具体人数对应上。如果系统的程序运行出现了错误, 则按下故障处理按钮就可以使程序正常运行。

1.1 主控板模块

本文选择的是飞思卡尔的XS128单片机, 此单片机为16位单片机, 工作频率在20~40 MHz之间。自带有E2PROM, AD, IO, SPI等模块。XS128芯片为以后的模块扩展提供了便利的条件。系统由如下几部分组成。

1.2 传感器模块

传感器主要功能是要确定人行走的方向, 可以用超声波、红外或者激光器件来检测。超声波器件的优点是只需在一边安装传感器的发射和接收装置, 在安装上比较简洁;缺点是由于人衣服以及体型的变化, 会造成严重的误检测。红外传感器可以采用漫反射和直射两种安装方式, 优点是肉眼看不见, 不会打扰到人们的视线, 缺点是无论用哪种安装方式, 失误率也很高。激光传感器也可以选择漫反射和直射两种安装方式, 经过试验, 决定采用出错率比较低的直射方式, 缺点是需要采用在门框两边一收一发的安装方式, 安装比较繁琐。发射端对发射出的光做调制处理, 把发射出的光调制成频率为180 k Hz波长为650 nm的调制光, 其原理图如图3所示。MOD1是可以发出频率为180 k Hz波形的调制管, L1是可以发出波长为650 nm波段光的激光管。用调制管控制激光管通断, 就可以调制成频率为180 k Hz波长为650 nm的调制光。

接收端传感器对应接收频率为180 k Hz波长为650 nm的调制光信号, 其电路图如图4所示。REC1是对波长为650 nm的光敏感同时只能通过频率为180 k Hz的光传感器, 通过增加光携带的信息, 解决了与太阳光混淆的问题。最终决定采用两边分别两个激光管, 一收一发来检测人体的移动方向。激光传感器用波长为650 nm的激光管, 接收传感器用接收频率为180 k Hz光的传感器, 激光管采用频率为180 k Hz的调制管来控制其闪动的频率。如果接收管接收到波长为650 nm频率为180 k Hz的调制光, 则会由高电平变成低电平, 主控芯片接收到相应信号以后则对人数进行判断。

1.3 开关器件控制器

开关器件控制器装有对应主板无线发射的接收模块, 该接收模块有相应的地址。当发出的信号对应接收端的地址后, 该接收端的电平输出端则会根据发送端输出的信号驱动继电器来控制开关器件的开闭。如果控制端出现错误, 则可以启动开关器件控制器上面的故障处理开关, 启动以后, 开关器件的开闭完全靠手动, 不受任何信号的影响。

1.4 节能以及故障处理模块

系统的节能模块会检测门的打开和关闭状态。当门处于打开状态时, 需要检测人的进出, 传感器和主板处于完全工作状态。当每次有数据改变时, 单片机就将数据存储在E2PROM中, 方便掉电存储。当门开关传感器感应到门处于关闭状态时, 此时不需要检测人的进出, 传感器和主板可以完全断电, 等到检测到门开启的时候, 主板和传感器同时供电, 主板中XS128芯片从上次存储的E2PROM中读取数据后继续上次工作状态运行。当传感器计数出现错误的时候, 有两种故障处理方式, 一种是软处理, 另外一种是硬处理。软处理不需要影响到程序的运行状态, 当按钮按下时, 故障程序启动, 故障程序会根据按下的时间改变人数, 直到改变成正常的人数。当出现程序上面不可避免的错误时, 需要用复位按钮从程序上复位, 程序所有数据清零从头开始重新计数;当系统的硬件出现不可恢复的故障时, 按下硬故障按钮, 系统就可以绕过控制器件手动控制。

2 软件设计

2.1 软件总框架

系统的软件部分由两个部分组成, 人数检测部分和可恢复故障处理部分。

2.2 人数检测部分

人数检测部分的程序主要功能是根据传感器反馈给单片机的数据来计算人数的多少。

如图2所示, 两边传感器对应安装后, 接通电源。当接收管和发射管之间没有阻挡的时候, 接收管A, B, C, D都接收到了发射管发送出的信号, 根据上述性质, 输出端为低电平。

光电传感器判断人是否经过的方法如图5所示。只有在两组传感器都完成图5所示的过程后才会在人数计数的数组中改变人数。当有人经过时, 首先传感器A和C被阻挡住;过一段时间后传感器A, B, C, D都被阻挡住, 当人继续向前的时候, 传感器A和C会接收到信号, 而传感器B和D仍然被阻挡住;随着人离开了门框, 传感器A, B, C, D都会同时接收到发出的信号。完成整个过程后, 主控板会识别出刚才的信号。如果两组传感器方向一致, 会在人数计数数组上加1;如果上述过程的方向反向运行, 则会在人数计数数组上减1。

具体代码如下:

2.3 可恢复故障处理部分

故障处理部分有两种处理故障的方式, 一种是可恢复故障, 另外一种是不可恢复硬性故障。

故障产生的原因多种多样, 可能是由于物体的经过导致传感器误认为是人体, 也有可能是人在传感器检测范围内时间过长导致的误检测, 还有可能是无线信号传输不稳定造成的故障。由于货物或者动物的影响, 门禁系统可能会把其他的东西误认为是人, 所以在0.5~1 m处安装了两组传感器。只有在短时间内两种传感器都有相同方向感应的时候, 人数计数器才会进行计数。当遇到特征与人类似的干扰时, 人数计数器还会识别错误;如果出现特别大的干扰造成的错误, 则需要手动恢复。自恢复按钮帮助我们恢复故障, 当出现故障的时候, 只需要在家中没人的时候, 按下自恢复按钮, 系统自己就会恢复运行。

3 实例

智能开关控制系统实际运行时, 准确无误地检测出了人的行走方向, 并且根据房间内人的数量准确地控制了开关器件的打开或者关闭。其内部电路板参考图如图6, 图7所示。

系统安装在门框位置后做了测试, 出错概率见表1。

超过一天的连续测试才出现了问题, 误码率在1%以下。当门关闭的时候系统的电源会被切断, 传感器和无线器件会处于休息状态;不连续工作情况下系统几乎不会出现错误。

4 结语

基于无线网络的智能开关控制系统安装简单, 价格低廉, 线路简单可靠, 可恢复能力强。该系统能很好地检测出人相对于房间的行进方向并且准确地做出判断;缺点是当有类似于人的物体经过时, 会受到干扰而产生错误计数。如果用现在流行的红外线加摄像头检测方法, 通过检测人体特定的红外线, 再加上摄像头的图像识别就可以很好地检测出人相对于房屋的进出。为了适应智能家居概念的兴起, 可能会在控制主板上加入网络通信模块, 使之在智能家居平台协调下运行。