电器开关无线监控系统的设计与应用研究

1 电器开关监控方式分析

随着社会经济的发展，人们的生活水平逐渐提升，人们所追求的是更加舒适便捷的生活，所以要求家居能够变得更加智能化。在这样的背景下，家居产品对电子技术进行了应用，再加上对通信技术和网络技术的应用，使得家居控制系统能够为人们提供更大的便捷。当前的电器控制系统可通过多种形式来实现对电器的远程控制，但这种控制相对较为单一，且缺乏对电器开关的监视，这对于用户来说是伴随着风险存在的，无法了解电器的实际运行情况。通过运用电器开关无线监控系统，不但能够控制电器开关，同时也能够对电器开关进行监视，从而更好的完成的监控工作。

一般来说电器开关监控的方式主要包括以下几种方式：首先是手动方式，就是利用手动来对电器开关进行控制，并通过指示灯来对电器开关状态进行判断。其次是通过遥控的方式来进行控制，利用计算机来实现开关的集中控制，使得电器开关状态能够体现在电脑界面当中，以便于人们对电器开关进行统一的控制管理。例如办公室的所有电器开关可以通过电脑来完成，实现能源的节约，同时也杜绝了安全隐患问题。最后是远程网络控制。利用电脑网络来对开关实现远程终端控制，并对电器开关状态进行现实，为用户提供远程控制和监视的功能。例如人们在离开家后，可以对室内的电器进行统一性检查，进行电器的关闭，实现能源的节约，并避免安全隐患的发生。一般来说硬件和上位机之间的结构采用的是USB 接口，使得硬件设备可以实现即插即用，同时也提供了设备能源，避免进行电池的安装。将电脑作为控制平台不但能够提供硬件上的资源，同时也实现了电器的灵活性控制。另外一方面，通过时分和调频技术来对无线传输中的同频干扰问题进行解决，使得整个系统的稳定性得到提升。

2 电器开关无线监控系统的设计方案

电器开关无线监控系统主要由远程网络终端、计算机、主控设备和从设备等等。其中从设备的功能在于采集信息，同时也包括对电源开关的控制，所获得的信息经过主控设备来传递给上位机。远程网络终端和计算机应用程序的功能在于对用户的指令进行响应，并将其传输给控制设备，远程网络终端会将对从设备进行控制，使其能够做出响应的响应。电器开关无线监控系统所采用的传输方式主要为蓝牙、Zig-Bee 以及2.4GHz 无线传输技术等等，在具体的应用过程中，需要在各个电器上安装无线监控装置，所以需要以应用性能为前提，对无线传输是否方便和经济进行考虑，并以此为基础，来尽可能的克服干扰问题。

2.1 硬件设计

硬件部分主要包括了主控设备和从设备，各个电器都是由从设备来进行控制和检测，主控设备在和上位机进行通信时，所采用的是USB 接口，在接受指令后，会对信息进行处理，再采用无线传输的方法来将信息传输给从设备。另外，从设备将信息反馈给主控设备，在接收到控制指令后会进行响应，例如电器状态信息的反馈以及对电器痛断状态的改变等等。分析主控设备电路的设计，主要包括了USB 接口电路、控制电路、无线接收和发射模块等，其中无线接收和发射模块主要是为了实现主从设备之间的信息交互，而USB 接口则是为了实现主控设备与上位机的信息交互，控制电路的作用是对模块进行控制。分析设备电路硬件设计，其中主要包括了控制模块、继电器电路、电源转换电路以及无线收发模块等等，控制模块是根据控制信号来控制继电器电路通断状态，从而对电器电源进行控制。无线收发模块对主控设备信号进行接受，其中的电路设计类似于主控设备。

2.2 软件设计

软件设计主要包括了上位机和单片机固件程序的设计，上位机主要是为用户提供监控界面，同时负责数据处理，单片机则主要负责对计算机的请求进行响应，从而实现USB 通信。另外，利用无线收发模块来对从设备进行无线监控。上位机软件主要分为远程客户端和本地客户端，分别应用在本地和远程网络的平台当中，都是通过VC 变成来实现。本地客户端包括了状态显示界面和控制界面以及错误警告和网络接口以及数据处理等模块，用户控制界面主要负责对用户控制信息进行采集，接着通过数据处理后经过USB 接口来传递给硬件设备。数据处理模块同时也会接受硬件设备返回的状态信息或者错误警告信息，分别提供给错误警告和状态现实模块，网络接口则主要用户的软件提供数据接口。在软件设计中的控制界面上，包含了多个按钮，分别为开、关和刷新等等，刷新按钮的主要作用是对电器状态进行刷新，而开、关按钮的作用则是对电器开关进行控制，同时也包括定时等功能，当点击按钮时，相应的处理函数就是对其进行捕获，然后将相应的信息传输到处理模块当中。状态界面受到电器信息后将其呈现在界面当中。通常来看电器状态分为两种，一种是对电器的开关状态进行控制时，对电器执行后的状态进行显示。另一种是电器刷新后对电器实时状态的显示。

3 结束语

在电器控制过程中对于电器开关无线监控系统进行应用，对于提升电器控制的智能化水平有着重要的作用。本文首先对于电器开关监控方式进行分析，进而从硬件和软件两个方面来对电器开关无线监控系统的设计与应用进行研究，希望通过本文，能够为电器开关无线监控系统的设计应用提供一些参考和帮助。