基于嵌入式Web的遠(yuǎn)程可控電源插座設(shè)計(jì)

嵌入式Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的身份驗(yàn)證、頁(yè)面解析與交互，根據(jù)用戶請(qǐng)求產(chǎn)生對(duì)電源插座的控制信號(hào)。存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)的程序和頁(yè)面文件。
以太網(wǎng)接口模塊可選用RTL8019AS等以太網(wǎng)接口芯片，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。
控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)連接在市電AC220 V的插座各開(kāi)關(guān)的“打開(kāi)、關(guān)閉”操作，進(jìn)而控制相連接的電器的工作。由于嵌入式系統(tǒng)使用的DC3.3V電源，且電流較小，控制模塊須實(shí)現(xiàn)弱電對(duì)強(qiáng)電的控制?？紤]到響應(yīng)速度、電路功耗、使用壽命等因素，控制模塊設(shè)計(jì)選用光電耦合器和可控硅?？刂颇K可控制電源插座的4路開(kāi)關(guān)，其中一路的電路原理如圖4所示。

光電耦合器選用MOC3062，它集光電隔離、過(guò)零檢測(cè)和過(guò)零觸發(fā)為一體，可以自動(dòng)檢測(cè)交流電壓的過(guò)零信息?？煽毓柽x用Q4010NH5，是大功率開(kāi)關(guān)型半導(dǎo)體器件，具有耐壓高、容量大、體積小、無(wú)噪音等優(yōu)點(diǎn)。
ARM處理器的GPIO端口輸出電平不足以使光耦元件U1(MOC3062)正常工作，需要信號(hào)放大。電阻R2和下拉電阻R3組成三極管保護(hù)電路。當(dāng)GPIO端口輸出為高電平時(shí)，三極管T1(9013)導(dǎo)通，使電阻R1和光耦U1形成通路，U1正常工作，GPIO輸入信號(hào)得到放大，雙向可控硅K1(Q401O NH5)的G控制端得到高電壓，K1導(dǎo)通，插座220 V供電打開(kāi)；當(dāng)GPIO端口輸出為低電平時(shí)，三極管T1截止，使電阻R1和光耦U1形成斷路。此時(shí)U1不工作，K1斷路，插座供電被關(guān)閉。
2．2 控制模塊驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閼?yīng)用程序屏蔽了硬件的細(xì)節(jié)。在應(yīng)用程序看來(lái)，硬件設(shè)備只是一個(gè)設(shè)備文件，應(yīng)用程序可以像操作普通文件一樣對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行操作。
文中使用GPIO口作為控制端口，每一位信息控制一個(gè)電源插座開(kāi)關(guān)。以連接1號(hào)插座開(kāi)關(guān)的GP10為例，說(shuō)明其驅(qū)動(dòng)程序的編寫。
將GP10定義為輸出狀態(tài)，并預(yù)設(shè)插座開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)輸出0，此時(shí)GP10將輸出0，輸出低電平，并使圖4中的三極管T1截止，光耦U1不工作，K1不導(dǎo)通，220 V供電斷開(kāi)；打開(kāi)供電時(shí)，將GP10置1，即輸出高電平，T1導(dǎo)通，220 V供電打開(kāi)。