多功能無(wú)線(xiàn)遙控插座開(kāi)發(fā)【文獻(xiàn)綜述】

1、文獻(xiàn)綜述電子信息工程多功能無(wú)線(xiàn)遙控插座開(kāi)發(fā)摘要：多功能插座已應(yīng)用于智能住宅的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，用戶(hù)在遠(yuǎn)離住宅的情況下，可以通過(guò)固定 電話(huà)或手機(jī)操縱住宅中的智能電話(huà)終端發(fā)送無(wú)線(xiàn)電指令控制插座，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器設(shè)備的遠(yuǎn) 程控制。還可以通過(guò)泄時(shí)器設(shè)置插座在什么時(shí)間段開(kāi)始工作，然后在什么時(shí)間段定時(shí)工作。關(guān)鍵字：智能；定時(shí)：無(wú)線(xiàn)：插座1引言市場(chǎng)年需求量也將在10億元以上。目前世界上的插頭、插座產(chǎn)品都采用的是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，新的 電氣設(shè)訃標(biāo)準(zhǔn)中已參考發(fā)達(dá)國(guó)家的要求，對(duì)建筑物內(nèi)的插座數(shù)量提出了明確的較高要求。而磁性吸 式插頭、插座正是適應(yīng)這種趨勢(shì)應(yīng)運(yùn)而生的，該技術(shù)是傳統(tǒng)插座插頭的換代產(chǎn)品。嵐性吸式插頭、 插座主

2、要用于民用和電器工業(yè)元器件組裝。預(yù)計(jì)小批量生產(chǎn)階段年產(chǎn)量達(dá)到100萬(wàn)套，產(chǎn)值可達(dá)50 方元。此項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)外有廣泛市場(chǎng)，進(jìn)入批量生產(chǎn)后，市場(chǎng)占有率會(huì)進(jìn)一步增大，經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更好。同時(shí)，建筑物內(nèi)的配電需求也將大大的增加。新的電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中已參考發(fā)達(dá)國(guó)家的要求，對(duì) 建筑物內(nèi)的插座數(shù)量提出了明確的較高要求。按照這一要求，每2至3平方米的建筑物將有一只開(kāi) 關(guān)插座，僅住宅的插頭插座類(lèi)電器附件年需求就將達(dá)到15億元以上。如果算上大樓、場(chǎng)館、廠房等, 再加上二次裝修市場(chǎng)，建筑電器附件年需求量保守估訃在40億元以上.列外，轉(zhuǎn)換器、地面插座、 工業(yè)用插頭插座、家電用不可拆線(xiàn)插頭等電器附件加在一起，市場(chǎng)年需求量也將在

3、10億元以上。這 是一個(gè)巨大的市場(chǎng)也是一個(gè)誘人的蛋糕。根據(jù)我們不完全統(tǒng)ih 80%的教學(xué)樓存在著在白天光照良好的情況下，教室燈具開(kāi)啟和在午休 時(shí)間長(zhǎng)明燈的現(xiàn)象。一個(gè)教室的長(zhǎng)明燈，看起來(lái)耗能不大，但從整個(gè)學(xué)校來(lái)看的話(huà)，卻是一個(gè)不小 的數(shù)字。以某大學(xué)為例：整個(gè)大學(xué)教學(xué)樓照明燈具負(fù)荷共計(jì)約為480KW （不il線(xiàn)路損耗），毎天如 果按長(zhǎng)明燈2小時(shí)汁算（這是保守的估計(jì)），1天就浪費(fèi)電能960千瓦時(shí)，以濟(jì)南地區(qū)電費(fèi)052元/ 千瓦時(shí)il算，折合電費(fèi)499.2元0再以學(xué)生一年在校9個(gè)月il算，一年將浪費(fèi)電能2592萬(wàn)度，折合 電費(fèi)134/784.00元。如果加上線(xiàn)路損耗和燈具長(zhǎng)時(shí)間便用造成的損壞，費(fèi)用還要

4、高許多。這種粗放 管理帶來(lái)的電能浪費(fèi)和髙校后勤管理費(fèi)用的增加就顯而易見(jiàn)了。以上是對(duì)一所大學(xué)情況的簡(jiǎn)單分析, 而目前全國(guó)各地髙校共有1684所（來(lái)源于中國(guó)高校網(wǎng)人依此類(lèi)推，高校毎年的電能浪費(fèi)約為43649,28 萬(wàn)千瓦時(shí)，折合電費(fèi)浪費(fèi)髙達(dá)22697.63萬(wàn)元。傳統(tǒng)的插座產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)于簡(jiǎn)單，如只能實(shí)現(xiàn)普通的配送電功能等等，雖然部分產(chǎn)品做了一些改 進(jìn)，也只是局限在手工操作通斷電的范圍內(nèi)，給使用帶來(lái)了不便。隨著插座產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量進(jìn)步擴(kuò)大，現(xiàn)有的插座已經(jīng)不能適應(yīng)齊方而的需要，功能新穎的插座有著強(qiáng)大的市場(chǎng)需求2智能部分智能控制室一門(mén)新興的理論和技術(shù)，智能控制尚處于發(fā)展初期，關(guān)于什么是智能控制系統(tǒng)目前 還沒(méi)

5、有非常明確一致的但可以這樣說(shuō).智能控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)某種控制任務(wù)的一種智能系統(tǒng)。所謂智能系統(tǒng)是指具備一;智能行為的系統(tǒng)，具體地說(shuō).若對(duì)于一個(gè)問(wèn)題的激勵(lì)輸入系統(tǒng)具備一 定的智能行為，能夠產(chǎn)生臺(tái)適的求解問(wèn)題的響應(yīng)。這樣的系統(tǒng)便稱(chēng)為智能系統(tǒng)。對(duì)于智能控制系統(tǒng)激 勵(lì)輸入是任務(wù)要求和反饋的傳感信息等，產(chǎn)生的響應(yīng)則是合適的決策和控制作用。從系統(tǒng)的角度看, 智能行為是一種從輸入到輸岀的映射關(guān)系。這種映射關(guān)系并不能用常規(guī)數(shù)學(xué)的方法來(lái)精確地加以描 述，因此它可看成是一種不依賴(lài)于模型的自適應(yīng)估。例如一個(gè)鋼琴家蟬奏一支優(yōu)美的樂(lè)曲.這是 一種很高級(jí)的智能行為其輸入是樂(lè)譜，輸出是手指的動(dòng)作和力度。顯然輸入和輸出之問(wèn)存在某種

6、 映射關(guān)系，這種映対關(guān)系可定性地加說(shuō)明.但卻難用數(shù)學(xué)的方法來(lái)精確地加描述，也不可能由別的 人來(lái)精確地加復(fù)現(xiàn)。智能控制系統(tǒng)典型的原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。K中，“廣義對(duì)象包括通常意義下的控制對(duì)彖和外 部環(huán)境。如智能機(jī)器人系統(tǒng)中機(jī)器人手臂、被操作物體及所處環(huán)境統(tǒng)稱(chēng)為廣義對(duì)彖?！皞鞲衅?包括關(guān)節(jié)位置傳感器、力傳感器，還可能包括觸覺(jué)傳感器、滑覺(jué)傳感器或視覺(jué)傳感器等?！案兄?息處理將傳感器得到的原始信息加以處理，例如視覺(jué)信息要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的處理才能獲得有用信息?！罢J(rèn)知主要用來(lái)接收和貯存倍息知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，并對(duì)它們進(jìn)行分析、推理，做出行動(dòng)的決策, 送至規(guī)劃和控制部分?！巴ㄓ嵔涌诔⑷藱C(jī)之間的聯(lián)系外.還建立系統(tǒng)

7、中各模塊之間的聯(lián)系“規(guī) 劃和控制”是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它根據(jù)給定的任務(wù)要求、反饋的信息及經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，進(jìn)行自動(dòng)搜索、 推理決策、動(dòng)作規(guī)劃，最終產(chǎn)生具體的控制作用，經(jīng)“執(zhí)行器”作用于控制對(duì)象。3無(wú)線(xiàn)遙控部分圖2無(wú)線(xiàn)遙控開(kāi)關(guān)原理無(wú)線(xiàn)遙控開(kāi)關(guān)由發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)2大部分組成，系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。開(kāi)關(guān)系統(tǒng) 的工作原理是首先通過(guò)按鍵電路輸入所需控制電路的位號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)編碼電路產(chǎn)生帶有地址編碼借 息和開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息的編碼脈沖信號(hào)，再通過(guò)無(wú)線(xiàn)電發(fā)射電路將該借號(hào)發(fā)対出去。而無(wú)線(xiàn)電接收電路 將接收到的編碼脈沖信號(hào)通過(guò)解碼電路進(jìn)行編碼地址確認(rèn)，確認(rèn)是否為本遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)地址0如果 是，則解碼電路產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)控

8、制繼電器電路，開(kāi)關(guān)電路動(dòng)作；如果不是，則解碼電路不解 碼，繼電器電路不響應(yīng)，開(kāi)關(guān)電路無(wú)任何動(dòng)作04單片機(jī)部分隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)本身的設(shè)計(jì)中不斷采用了一些新的抗干擾技術(shù)，使單片機(jī) 的可靠性在不斷提髙。除選擇抗干擾能力強(qiáng)的單片機(jī)外，單片機(jī)系統(tǒng)中其它輔助元器件的可靠性也 致關(guān)重要、一些抑制干擾的元器件的使用有助于提高系統(tǒng)的可靠性。此外，單片機(jī)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)、 印刷線(xiàn)路板的設(shè)計(jì)、布線(xiàn)與制造工藝，系統(tǒng)安裝時(shí)有無(wú)良好的接地等，都宜接影響應(yīng)用系統(tǒng)的可靠 性單片機(jī)自身的抗干擾措施為提離單片機(jī)本身的可靠性。近年來(lái)單片機(jī)的制造商在單片機(jī)設(shè)計(jì)上采取了一系列措施以期提 高可靠性。這些技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾

9、方面。1降低外時(shí)鐘頻率外時(shí)鐘是高頻的噪聲源，除能引起對(duì)本應(yīng)用系統(tǒng)的干擾之外還可能產(chǎn)生對(duì)外界的丁擾，使電 磁兼容檢測(cè)不能達(dá)標(biāo)。在對(duì)系統(tǒng)可靠性要求很高的應(yīng)用系統(tǒng)中，選用頻率低的單片機(jī)是降低系統(tǒng)噪 聲的原則之一。以8051單片機(jī)為例，對(duì)最短拒令周期luS的外時(shí)鐘是12MHz。而同樣速度的Motorola單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘只需4HHz.更適合用于工控系統(tǒng)。近年來(lái)，一些生產(chǎn)8051兼容單片機(jī)的 廠商也采用了一些新技術(shù)，在不牲運(yùn)算速度的前提下將對(duì)外時(shí)鐘的需求降至原來(lái)的1/3。而Motorola單片機(jī)在新推出的68HC08系列以及英16位/32位單片機(jī)中普遍采用了內(nèi)部鎖相環(huán)技術(shù), 將外部時(shí)鐘頻率降至32KHZ,

10、而內(nèi)部總線(xiàn)速度卻提髙到8MHz乃至更高。2低噪聲系列單片機(jī)傳統(tǒng)的集成電路設(shè)il中，在電源、地的引出上通常將英安排在對(duì)稱(chēng)的兩邊。如左下角是地，右 下角是電源。這使得電源噪聲穿過(guò)搭個(gè)硅片。改進(jìn)的技術(shù)將電源、地安排在兩個(gè)相鄰的引腳上，這 樣一方面降低了穿過(guò)整個(gè)硅片的電流一方而使外部去耦電容在PCB設(shè)計(jì)上更容易安排，以降低系 統(tǒng)噪聲。另一個(gè)在集成電路設(shè)訃上降低噪聲的例子是驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)訃。一些單片機(jī)提供若干個(gè)大電 流的輸出引腳，從幾十亳安到數(shù)百毫安0這些大功率的驅(qū)動(dòng)電路集成到單片機(jī)內(nèi)部無(wú)疑增加了噪聲 源。而跳變沿的軟化技術(shù)可消除這方而的影響，辦法是將一個(gè)大功率管做成若干個(gè)小管子的并聯(lián), 再為每個(gè)管子輸出

11、端串上不同等效阻值的電阻。以降低“詢(xún)何。3時(shí)鐘監(jiān)測(cè)電路.看門(mén)狗技術(shù)與低電壓復(fù)位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)鐘，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)鐘停振時(shí)產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)以恢復(fù)系統(tǒng)時(shí)鐘，是單片機(jī)提奇系統(tǒng) 可靠性的措施之一。而時(shí)鐘監(jiān)控有效與省電指令STOP是一對(duì)矛盾。只能使用幷中之一I兒4 EFT 技術(shù)(Electrical Fast Transient)新近推出的Motorola M68HC08系列單片機(jī)采用EFT技術(shù)進(jìn)一步提高了單片機(jī)的抗干擾能力。當(dāng)振蕩電路的正弦波信號(hào)受到外界丁擾時(shí)，其波形上會(huì)疊加一些毛刺。以施未特電路對(duì)貝整形時(shí), 這種毛刺會(huì)成為觸發(fā)信號(hào)干擾正常的時(shí)鐘信號(hào)。交替使用施未特電路和RC濾波可以使這類(lèi)毛刺不 起作用，這就

12、是EFT技術(shù)。隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，電路內(nèi)部的抗丁擾技術(shù)也在 不斷發(fā)展之中。5軟件方面的措施單片機(jī)本身在單片機(jī)指令設(shè)il 上也有一些抗干擾的考慮。非法指令復(fù)位或非法指令中斷是當(dāng)運(yùn) 行程序時(shí)遇到非法指令或非法尋址空間能產(chǎn)生復(fù)位或中斷。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序是事先寫(xiě)好的，不 可能有非法指令或?qū)ぶ贰Ｒ唬?是系統(tǒng)受到干擾，CPU讀指令時(shí)差錯(cuò)了。5定時(shí)器部分在通信領(lǐng)域的軟件設(shè)計(jì)中，泄時(shí)器的有效笛理尤為重要.特別是大型程控交換應(yīng)用中的呼叫管 理，系統(tǒng)甚至可能需設(shè)置成千上萬(wàn)的企時(shí)器，如何在實(shí)現(xiàn)中對(duì)這些“海時(shí)器進(jìn)行合理的組織 與管理往往成為提高整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能的瓶頸I仏在應(yīng)用中，定時(shí)器可分為三類(lèi)

13、：絕對(duì)定時(shí)器，英世時(shí)時(shí)長(zhǎng)（又稱(chēng)觸發(fā)時(shí)間）表示為具體的年月日時(shí) 分秒等：相對(duì);時(shí)器，其世時(shí)時(shí)長(zhǎng)表示為相對(duì)當(dāng)前運(yùn)行時(shí)刻的時(shí)鐘滴答數(shù)cks）：循環(huán)定時(shí)器，以給定的時(shí)長(zhǎng)間隔循環(huán)訃時(shí).由于絕對(duì)企時(shí)器可變換成相對(duì)泄時(shí)器，而循環(huán)泄時(shí)器相當(dāng)于若干個(gè)相對(duì)泄 時(shí)器，故對(duì)世時(shí)器的皆理研究可僅限于柑對(duì)定時(shí)器定時(shí)器通過(guò)泄時(shí)器控制塊（TCB-Timer ControllingBlock）來(lái)標(biāo)識(shí)和管理，TCB根據(jù)軟件實(shí)現(xiàn)的具體需要可包括定時(shí)時(shí)長(zhǎng)，指向同隊(duì)列前、后一定時(shí)器 的指針，申請(qǐng)定時(shí)器的進(jìn)程標(biāo)識(shí)等信息.對(duì)定時(shí)器的組織和管理最簡(jiǎn)單的方式是采取先進(jìn)先出（FIFO） 方式的鏈表單隊(duì)列，這種組織管理方式的會(huì)有以下兩個(gè)問(wèn)題I叭（

14、1）定時(shí)器隊(duì)列太長(zhǎng)，找到所有到點(diǎn) 定時(shí)器的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)難以接受：（2）當(dāng)時(shí)鐘中斷發(fā)生時(shí)得對(duì)所有的世時(shí)器的時(shí)長(zhǎng)域進(jìn)行減法操作，該部 分時(shí)間性開(kāi)銷(xiāo)也很大-本文針對(duì)這些問(wèn)題給出了三種解決模型：簡(jiǎn)單時(shí)長(zhǎng)有序單隊(duì)列模型、世時(shí)器 多隊(duì)列分拆模型和循環(huán)多隊(duì)列模型，特別是后兩種模型，通過(guò)在交換機(jī)的實(shí)際應(yīng)用中的證明，確實(shí) 能大大提高整個(gè)系統(tǒng)的性能.總結(jié):以上是主要的四個(gè)功能模塊，單片機(jī)部分是這種插座的重要硬件部分，是通過(guò)該部分來(lái)起到控 制作用，所以說(shuō)單片機(jī)的抗干擾時(shí)很重要的，以至于可以來(lái)無(wú)線(xiàn)遙控，定時(shí)器是跟智能部分一起工 作，可以是插座過(guò)時(shí)開(kāi)機(jī)或者關(guān)機(jī)。如果這次成功的話(huà)，我今后設(shè)想有:（1）本設(shè)訃方案采用紅外遙控原

15、理，由于紅外線(xiàn)本身的物理性質(zhì)，不具備穿透性當(dāng)需要越過(guò)障 礙物進(jìn)行控制時(shí)，可采用無(wú)線(xiàn)（或微波）遙控。（2）根據(jù)本設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)，用戶(hù)碼電路設(shè)訃在NB9149芯片的外用，在需遙控的設(shè)備不多時(shí), 不存在信號(hào)重疊的問(wèn)題：當(dāng)需遙控的設(shè)備過(guò)多時(shí)，可采用基于單片機(jī)原理的碼分電路原理，如8位 碼分即可形成256個(gè)用戶(hù)狀態(tài)，可從根本上解決這一問(wèn)題。參考文獻(xiàn)孫增析，張?jiān)倥d智能控制的理論與技術(shù)J控制與決策J996.李劍心多路無(wú)線(xiàn)遙控接收系統(tǒng)J科技信息，20087:234-236.張曉杰，姜同敏，王棟紅外遙控節(jié)能開(kāi)關(guān)插座的設(shè)訃圧型JL現(xiàn)代電子技術(shù),2010. 322(11):188-192.47趙文博，劉文濤單片機(jī)語(yǔ)言C51程序設(shè)計(jì)ML人民郵電出版社,2005年.邵貝貝.單片機(jī)系統(tǒng)可靠性技術(shù)及發(fā)展J中國(guó)科技論文在線(xiàn).高鵬等電路設(shè)計(jì)與制版Protel 99入門(mén)與提離H人民郵電出版IE, 2001年6月.黃界基于AVR的智能節(jié)能插座設(shè)計(jì)J.現(xiàn)代電子技術(shù)，2010, 322（12）:188-190.何先波，殷鋒，而向通信領(lǐng)域的定時(shí)器隊(duì)列管理模型.J西南名族大學(xué)學(xué)報(bào).自然科學(xué)版,2005.謝自美電子線(xiàn)路設(shè)il實(shí)驗(yàn)測(cè)試（第二版）Mh華中科技大學(xué)出版社,2003年10月.10 Shanbhag. Algorithms Transformation Techniques for Low-Power Wire