基于嵌入式Web的远程可控电源插座设计

嵌入式Web服务器实现对用户的身份验证、页面解析与交互，根据用户请求产生对电源插座的控制信号。存储器存放系统的程序和页面文件。
以太网接口模块可选用RTL8019AS等以太网接口芯片，实现网络通信。
控制模块实现对连接在市电AC220 V的插座各开关的“打开、关闭”操作，进而控制相连接的电器的工作。由于嵌入式系统使用的DC3.3V电源，且电流较小，控制模块须实现弱电对强电的控制。考虑到响应速度、电路功耗、使用寿命等因素，控制模块设计选用光电耦合器和可控硅。控制模块可控制电源插座的4路开关，其中一路的电路原理如图4所示。

光电耦合器选用MOC3062，它集光电隔离、过零检测和过零触发为一体，可以自动检测交流电压的过零信息。可控硅选用Q4010NH5，是大功率开关型半导体器件，具有耐压高、容量大、体积小、无噪音等优点。
ARM处理器的GPIO端口输出电平不足以使光耦元件U1(MOC3062)正常工作，需要信号放大。电阻R2和下拉电阻R3组成三极管保护电路。当GPIO端口输出为高电平时，三极管T1(9013)导通，使电阻R1和光耦U1形成通路，U1正常工作，GPIO输入信号得到放大，双向可控硅K1(Q401O NH5)的G控制端得到高电压，K1导通，插座220 V供电打开；当GPIO端口输出为低电平时，三极管T1截止，使电阻R1和光耦U1形成断路。此时U1不工作，K1断路，插座供电被关闭。
2．2 控制模块驱动设计
在嵌入式Linux操作系统下，设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节。在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以像操作普通文件一样对硬件设备进行操作。
文中使用GPIO口作为控制端口，每一位信息控制一个电源插座开关。以连接1号插座开关的GP10为例，说明其驱动程序的编写。
将GP10定义为输出状态，并预设插座开关断开时输出0，此时GP10将输出0，输出低电平，并使图4中的三极管T1截止，光耦U1不工作，K1不导通，220 V供电断开；打开供电时，将GP10置1，即输出高电平，T1导通，220 V供电打开。