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基于嵌入式Web的遠程可控電源插座設計
2017.9.6

嵌入式Web的工作流程如圖2所示。嵌入式Web服務器的主要任務是接收客戶端請求、解析客戶端請求、響應客戶端請求、向客戶端回送請求的結果。客戶端與Web服務器交換數據之前 首先用TCP/IP建立連接 服務器端程序建立TCP類型的Socket套接字;服務器在接收到用戶端的請求后 解析客戶請求的HTTP協議頭 分析客戶的請求 根據客戶的請求做相應的處理并返回結果。2遠程可控電源插座設計文中設計采用ARM-Linux架構。ARM處理器縣有小體積、低功耗、低成本、高性能等特點。嵌入式Linux操作系統內核精悍 運行所需資源少 十分適合嵌入式系統應用。2.1系統硬件設計遠程可控電源插座系統硬件結構如圖3所示。嵌入式Web服務器實現對用戶的身份驗證、頁面解析與交互http://www.preenpower.com/application.html 根據用戶請求產生對電源插座的控制信號。存儲器存放系統的程序和頁面文件。以太網接口模塊可選用RTL8019AS等以太網接口芯片 實現網絡通信。控制模塊實現對連接在市電AC220V的插座各開關的打開、關閉操作 進而控制相連接的電器的工作。由于嵌入式系統使用的DC3.3V電源 且電流較小。

控制模塊須實現弱電對強電的控制。考慮到響應速度、電路功耗、使用壽命等因素 控制模塊設計選用光電耦合器和可控硅。控制模塊可控制電源插座的4路開關 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、過零檢測和過零觸發為一體 可以自動檢測交流電壓的過零信息。可控硅選用Q4010NH5 是大功率開關型半導體器件 具有耐壓高、容量大、體積小、無噪音等優點。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 需要信號放大。電阻R2和下拉電阻R3組成三極管保護電路。當GPIO端口輸出為高電平時 三極管T1(9013)導通 使電阻R1和光耦U1形成通路 U1正常工作 GPIO輸入信號得到放大www.preenpower.com/products.html 雙向可控硅K1(Q401ONH5)的G控制端得到高電壓。

K1導通 插座220V供電打開;當GPIO端口輸出為低電平時 三極管T1截止 使電阻R1和光耦U1形成斷路。此時U1不工作 K1斷路 插座供電被關閉。2.2控制模塊驅動設計在嵌入式Linux操作系統下 設備驅動程序為應用程序屏蔽了硬件的細節。在應用程序看來 硬件設備只是一個設備文件 應用程序可以像操作普通文件一樣對硬件設備進行操作。文中使用GPIO口作為控制端口 每一位信息控制一個電源插座開關。以連接1號插座開關的GP10為例。

說明其驅動程序的編寫。將GP10定義為輸出狀態 并預設插座開關斷開時輸出0 此時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不導通www.preenpower.com/products.html 220V供電斷開;打開供電時 將GP10置1 即輸出高電平 T1導通 220V供電打開。驅動程序中ioctl函數代碼如下:

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