智能远程控电系统的开发与实现

樊明哲，晏剑辉

（泸州职业技术学院 电子工程系，四川 泸州 646000）

0 引 言

近年来，伴随着社会的快速发展，各种各样的社会问题不断涌现。尤其是用电管理和用电安全方面，人们在离开时往往忘记关闭电源，造成了能源浪费，严重时可能使电器或者电源过热而引起火灾[1]。基于此，本文将研发设计一款智能远程控电系统，其操作简单，无需专门的工作人员安装即可使用。该系统具有短信功能控制、功能漏电保护功能、日志储存功能、权限加密功能、实时查询功能和备用电源功能等。它可借助2G网络平台实现用户与设备之间的实时链接，能够通过短信实时查询电源运行状态，并且控制电源的投入与退出，同时产品符合中国CCC认证中电磁兼容性能（EMC）指标，抗干扰性能强，真正做到保障人们的财产安全。特别是在人们外出旅游、出差时，当忘记关闭电源时，不论你身在何处，利用网络就可以直接通过手机随时控制电源的投入与退出，真正达到实时监控、远程控制功能，从远处切除电源，杜绝用电安全隐患，保障人们的家庭财产安全[2]。

1 智能远程控电系统方案设计

本设计基于ARM Cortex-M3内核的32位单片机实现GPRS短信控制系统开发。本系统主要实现短信收发控制电源、开启状态、关闭状态和日志读取等，且可以通过按键与液晶显示屏开启功能菜单，设置用户权限、查询、添加和删除用户等。

2 关键子程序开发

2.1 GPRS功能实现

GPRS短信收发通常分为两种模式：Text模式和PDU模式。PDU模式比较复杂，需要用户编写专门的函数将文本格式转换为PDU格式。而应用Text模式开发则显得简单，所以本文采用的是Text模式[3]，系统框图如图1所示。

图1 GPRS系统框图

3 硬件设计

3.1 显示驱动电路

本系统中选用12832液晶屏，该模块有以下控制线：

（1）CS：TFTLCD片选信号

（2）WR：向TFTLCD写入数据

（3）RD：从TFTLCD读取数据

（4）D[15：0]：16位双向数据线

（5）RST：硬复位TFTLCD

（6）RS：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）

该液晶模块支持8/16位数据线模式。在本系统中，液晶模块采用16位的并行方式与外部连接。

3.2 外部存储器

如图2所示，EEPROM芯片使用的是串行AT24C032，容量为32 kB，对于本系统应用已经足够。A0～A2三位是其地址线，设计时一般把A0～A2均接地。对AT24C32来说，也就是把这三位地址位设置成了0。所以，参考其技术手册可知，该器件地址为0xA0。同时，根据IIC总线电气特性要求，时钟线SCL、数据线SDA都需要接上拉电阻，一般取4.7 kΩ较好，如图2中的R28、R29所示。24C32与单片机之间的通信方式是I2C总线，这里采用的是软件模拟，因为查阅很多资料发现，STM32在硬件I2C接口做的不是很好，不够稳定。

图2 AT24C02电路图

3.3 按键和指示灯电路

如图3所示，四个按键除了KEY_UP采用STM32 GPIO下拉模式，其他三个按键都采用GPIO上拉模式。KEY_UP接PA0，PA0引脚可以用来唤醒处于待机模式的单片机。而WK_UP是高电平有效，所以配置了下拉模式，可以借此按键做成类似于手机的开关机按钮[4]。

PWR为电源指示灯，LED0、LED1可以做成呼吸灯，用来指示系统是否正常运行；或者可以设置成信号指示灯，如短信提醒等。本系统中，LED1用来做呼吸灯，指示系统是否正常运行；LED0用来指示新信息。至于限流电阻的取值，不同颜色的发光二极管应不同。考虑到白光、蓝光的二极管导通压降为2.7～3 V，部分颜色的二极管导通压降最低只有1.7 V，且二极管的导通电流3 mA时，二极管就能正常发光，电流最好不超过20 mA。综合以上考虑，暂定限流电阻为510 Ω。实际焊接中，需根据不同颜色的二极管选择更合适的限流电阻。

图3 按键和指示灯电路

4 结 论

本文设计了一种智能远程控电系统，围绕STM32F407ZGT6中央控制器展开设计，通过硬件电路结构的设计和相应的软件开发，实现了身份识别应答通信。无线通电方式不受干扰，借助短信实现远程控制电源的启动、停止，且实现抗干扰通信。此外，通过短信访问、设置开关与用户信息[5]，真正做到了操作简单、安全准确无误报警，为用电管理和用电安全方面的发展提供了技术支持。