1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 RFID的智能型安全插座設(shè)計(jì)近年來(lái)，因家用電器引起的火災(zāi)事故造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)公安消防局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，每年我國(guó)因?yàn)殡娖骰馂?zāi)發(fā)生的事故都超過(guò)30 000起，其中由家用電器故障引起的火災(zāi)占到火災(zāi)事故總數(shù)的20%以上。然而，國(guó)內(nèi)插座自動(dòng)斷電效果并不明顯，例如，傳統(tǒng)插座的自動(dòng)斷線是依靠插座內(nèi)部自帶的保險(xiǎn)絲，在用電器超過(guò)其額定電流而沒(méi)有超過(guò)保險(xiǎn)絲的熔斷電流值時(shí)，用電器因短路而自燃;定時(shí)插座依靠設(shè)定自動(dòng)斷電的時(shí)間，讓插座在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電的功能，但沒(méi)有實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)用電器的電流值;功率測(cè)量插座可以對(duì)用電器實(shí)時(shí)的功率開展測(cè)量并且可以設(shè)定自動(dòng)斷電的電流值，但不能夠

2、實(shí)現(xiàn)檢測(cè)用電器實(shí)時(shí)電流值。所述的插座不能夠根據(jù)各種用電器的額定電流開展實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與自動(dòng)斷電。 針對(duì)上述問(wèn)題，文中設(shè)計(jì)一種基于RFID的智能型安全插座，采用電子標(biāo)簽嵌入在各用電器插頭中，通過(guò)RFID無(wú)線射頻技術(shù)讀取電子標(biāo)簽額定電流值，采用電流互感器模塊實(shí)時(shí)測(cè)量交流電流值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電功能。 1 系統(tǒng)概述與構(gòu)造 當(dāng)各用電器的電子標(biāo)簽進(jìn)入插座RFID閱讀器的讀寫區(qū)域，RFID閱讀器將信號(hào)反應(yīng)到微控器STC12C5A60S2，微控制器通過(guò) LCD1602顯示模塊顯示電子標(biāo)簽各用電器的額定電流值，并且實(shí)時(shí)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換與電流互感器模塊讀取當(dāng)前各用電器實(shí)時(shí)的電流值。當(dāng)用電器實(shí)時(shí)的電流值超過(guò)電子標(biāo)簽上的

3、額定電流值時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭電路的保護(hù)功能并且有效的防止火災(zāi)的發(fā)生。圖1是系統(tǒng)整體構(gòu)造圖。 微控制電路：由STC12C5A60S2微控制器、RFID閱讀器、電流互感器模塊、LCD1602顯示模塊與繼電器構(gòu)成。 用電器插頭構(gòu)造：各種用電器插頭依附標(biāo)志著各種用電器額定電流的電子標(biāo)簽。 2 微控制硬件電路設(shè)計(jì) 2.1 微控制器 微控制器是微控制電路的，微控制電路要求低功耗且抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)要能夠通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換實(shí)時(shí)讀取電流互感器模塊。本文采用宏晶公司的STC12C5A60S2，工作正常電壓在3.55.5 V范圍內(nèi)，滿足低功耗要求。 2.2 RFID閱讀器模塊 本文采用NXP公司MF

4、RC522高度集成的非接觸式IC讀寫卡芯片，工作正常電壓在2.53.3 V范圍內(nèi)，無(wú)需外部電路并且支持SPI接口，滿足電路工作要求。 2.3 電流互感器模塊 文中采用思修電子工作室SXACA05交流電流互感器模塊，測(cè)量額定電流在05 A范圍內(nèi)，測(cè)量時(shí)只需將被測(cè)信號(hào)導(dǎo)線穿過(guò)互感器圓孔，并且具有體積小與精度高的特點(diǎn)，適用于電力測(cè)量與保護(hù)。 2.4 電源管理模塊 系統(tǒng)采用24 V電源適配器對(duì)電流互感器模塊開展供電，經(jīng)過(guò)低壓差線性穩(wěn)壓器LM7812與LM7805降壓為5 V為微控制器STC12C5A60S2供電，再經(jīng)過(guò)AMS1117降壓為3.3 V為RFID閱讀器開展供電。 3 插頭構(gòu)造設(shè)計(jì) 電子標(biāo)簽

5、選用非接觸式IC卡并且存儲(chǔ)各用電器額定電流值，將電子標(biāo)簽嵌入各種用電器插頭，圖2為用電器插頭示意圖。 4 軟件設(shè)計(jì) 初始化微控制器端口、RFID閱讀器、LCD1602顯示模塊、A/D轉(zhuǎn)換以及定時(shí)器，當(dāng)附有電子標(biāo)簽插頭進(jìn)入RFID閱讀器讀寫區(qū)域時(shí)，RFID閱讀器將信號(hào)反應(yīng)到微控制器，微控制器讀取電子標(biāo)簽存儲(chǔ)的額定電流值，通過(guò)LCD1602顯示模塊顯示用電器的額定電流值并且開啟繼電器。當(dāng)用電器開啟工作后，微控制器通過(guò)電流互感器實(shí)時(shí)檢測(cè)用電器的工作電流值。當(dāng)用電器工作電流值超過(guò)額定電流值時(shí)，微控制器立即關(guān)閉繼電器停止供電。圖3為主程序流程圖。 5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 實(shí)驗(yàn)電壓為交流電220 V，智能型安全插座與福祿克型號(hào)17B的數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)各用電器的工作電流開展測(cè)量，共實(shí)驗(yàn)5次，記錄各測(cè)量電流值，計(jì)算智能型安全插座與實(shí)測(cè)電流值的誤差結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表1所示。 通過(guò)上述測(cè)試，可知基于RFID的智能安全插座的測(cè)量電流的平均相對(duì)誤差為3.412%。從上述實(shí)驗(yàn)可得基于RFID的智能安全插座的電流測(cè)量效果好，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭線路的保護(hù)。 6 結(jié)論 文中針對(duì)傳統(tǒng)插座不能夠?qū)崿F(xiàn)超過(guò)額定電流斷電功能，從RFID無(wú)線射頻技術(shù)以及用電器插頭構(gòu)造出發(fā)，將電子標(biāo)簽嵌入各用電器插頭構(gòu)造中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同的用電器開展智能斷電功能，從而保護(hù)用電器與家庭用電線路。本文分別從微控制硬件電路設(shè)