针对硬件电路在长期运行过程中会由于各种突发因素产生故障，带来重大安全隐患的问题，设计了基于网络的电路预警及自适应修复电路，达到在最短时间内的预警、自修复及在紧急情况时通过网络进行人工干预完成修复的目的。硬件电路产生的故障主要有两种：一、因瞬时过压、过流或随机干扰信号带来的瞬时故障 二、因电路系统中电子元器件老化、过热或短时功耗过大，电子元器件损坏造成的永久性故障。本设计充分考虑到以上情况，当电路异常时，立即通过无线网络发出故障警报，并启用修复线路，保障电路运行正常，故障短时自消除后，将由修复线路重新切换到主电路进行工作；若在一定时间内电路故障仍存在，没有自主切换到主电路，则可以通过网络人工设定修复线路，防止单一通道修复电路再次出现意外，确保电路无断点的持续工作。本次设计选择了LED照明线路为智能优化对象，测试了各种原因引起的电路故障，智能修复电路均能按设计要求完成电路功能修复，完成了设计目标。系统通过液晶实时显示相关数据，通过按键控制电路切换，操作简单，稳定性好，易于推广使用。
关键词：自修复 无线网络 实时监控
一. 概述
现如今随着社会的不断发展，人们的生活水平与物质文化追求不断提高，公共场所的用品不断要求智能化，人性化，便捷化。但是在日常生活中电路会有所损坏，不但影响到人们的正常使用，而且带来了重大安全隐患，鉴于这种情况，我们设计了一种能够实时检测电路，如果电路损坏的情况下，不仅能够自动切换到备用电路，还能够通知技术人员哪一部分电路出现了问题，方便及时维修维护，给人们生活带来便利。
本设计基于STC12C5A60S2单片机中的AD采样实时采样用于检测电路是否正常，利用NRF24L01与主机通信，主单片机用12864显示电路是否正常，若主电路出现故障，自动切换到备用电路，当主电路修复完成后，电路自动从备用电路切换到主电路，还可以通过按键自由切换电路。
二.设计与实现
1 硬件设计
图一 系统框图 本次设计的整体结构如图1所示，包括控制模块，12864显示屏，按键，NRF24L01通信系统以及AD采样模块。检测模块通过AD采样检测主电路是否完好，通过NRF24L01将检测的结果不断发送给主控模块，主控模块通过12864显示结果，如果主电路出现问题，自动切换到备用电路，可以通过按键自由切换电路。
2软件设计
本次设计软件部分包括AD采样设计、按键控制、12864显示设计和2.4G无线传输，其中程序流程图如下。
图二 检测模块主流程图 图三 主控模块主流程图
软件设计的难点在于控制主控模块和监测模块上的无线传输模块收发功能之间的同步切换，经过全体组员的共同努力，最终成功解决了问题。
三. 测试与分析
本次设计以LED照明电路为测试对象，进行了完整的智能优化电路功能测试，测试结果如下：
1电路自修复功能测试
图四 二极管正常发光 图五 主电路工作正常
主电路正常使用时，白色与红色二极管发光指示线路工作正常如图四所示，主控模块液晶屏显示主电路工作正常，如图五所示
图六 显示使用通道 图七 白色二极管熄灭 图八 用电器正常
当主电路出现故障时，采样分析电路通过无线发送信息，主控电路瞬时完成功能切换，并显示结果，如图六所示；白色发光管灭，红色发光管亮，表示主电路已损坏，备用电路正常工作，如图七所示；图八表示LED照明线路工作正常，主、副电路顺利切换。
2人工选择电路功能测试
在规定时间内，如果主控电路没有自主消除故障，则系统进入手动选择模式，如图九，图十，图十一所示；
图九 手动模式 图十 选择主电路 图十一 选择备用电路
3测试结果分析
经多次实验，测试结果完全达到了设计要求，完成了照明电路的无断点切换，
实现了电路的智能优化设计。
四．应用前景分析
现如今随着社会科技的不断发展，对电路的性能也有着更高的要求，产品也都更加的人性化，便捷化。而我们所设计的智能优化电路正是符合时代的需要，与现代化的发展遥相呼应。我们的产品可以应用于在各个公共场所，防止由于电路故障给人们带来工作与生活中的不便；也可以应用于各种危险场所的照明设备，避免因设备电路损坏带来重大安全隐患，减少人员伤亡与财产损失。我相信智能化的产品能使人们更好的工作和生活，在未来能够更好地服务于社会。
五. 创新点总结
1 电路维修预警与物联网的结合
当主电路出现故障时，监控模块将相关故障信息通过无线网络传输给主控模块进行预警，提醒工作人员及时修复，这就实现了电路维修与物联网的相结合。
2 人工智能与电路修复
当主电路发生故障时，电路自动切换到备用电路；主电路恢复正常后，又可以自动切换到备用电路；当电路出现不可逆转的故障时，可以通过人工选择电路。
3 采用高速的MCU
为了这次设计达到预想的结果，我们采用了更加高速的处理芯片STC12C5A60S2，速度比普通的51单片机快8~10倍。
六.未来工作
本设计已完成在最短时间内的预警、自修复及在紧急情况时通过网络进行人工干预完成修复的目的，但是设计仍然有所欠缺。在未来，我们团队将在以下方面完善：
一、在预警方面我们将加入语音提醒模块，而不仅仅只是显示提醒；
二、我们对于摄像头之类的用电设备，我们将进行多路通信，将信息发送给多个控制端；
三、在原有电路的基础上，增加备用电路的个数，防止长期无人维修的情况下，电路仍保持正常使用。
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