针对上述问题，文中设计一种基于RFID的智能型安全插座，采用电子标签嵌入在各用电器插头中，通过RFID无线射频技术读取电子标签额定电流值，采用电流互感器模块实时测量交流电流值，进而实现自动断电功能。

1 系统概述与结构

当各用电器的电子标签进入插座RFID阅读器的读写区域，RFID阅读器将信号反馈到微控器STC12C5A60S2，微控制器通过 LCD1602显示模块显示电子标签各用电器的额定电流值，并且实时通过A/D转换与电流互感器模块读取当前各用电器实时的电流值。当用电器实时的电流值超过电子标签上的额定电流值时，实现自动断电功能，从而实现对家庭电路的保护功能并且有效的避免火灾的发生。图1是系统整体结构图。

微控制电路：由STC12C5A60S2微控制器、RFID阅读器、电流互感器模块、LCD1602显示模块与继电器构成。

用电器插头结构：各种用电器插头依附标志着各种用电器额定电流的电子标签。

2 微控制硬件电路设计

2.1 微控制器

微控制器是微控制电路的核心，微控制电路要求低功耗且抗干扰能力强，同时要能够通过A/D转换实时读取电流互感器模块。本文采用宏晶公司的STC12C5A60S2，工作正常电压在3.5～5.5 V范围内，满足低功耗要求。

2.2 RFID阅读器模块

本文采用NXP公司MFRC522高度集成的非接触式IC读写卡芯片，工作正常电压在2.5～3.3 V范围内，无需外部电路并且支持SPI接口，满足电路工作要求。

2.3 电流互感器模块

文中采用思修电子工作室SX—AC—A05交流电流互感器模块，测量额定电流在0～5 A范围内，测量时只需将被测信号导线穿过互感器圆孔，并且具有体积小与精度高的特点，适用于电力测量与保护。

2.4 电源管理模块

系统采用24 V电源适配器对电流互感器模块进行供电，经过低压差线性稳压器LM7812与LM7805降压为5 V为微控制器STC12C5A60S2供电，再经过AMS1117降压为3.3 V为RFID阅读器进行供电。

3 插头结构设计

电子标签选用非接触式IC卡并且存储各用电器额定电流值，将电子标签嵌入各种用电器插头，图2为用电器插头示意图。

4 软件设计

初始化微控制器端口、RFID阅读器、LCD1602显示模块、A/D转换以及定时器，当附有电子标签插头进入RFID阅读器读写区域时，RFID阅读器将信号反馈到微控制器，微控制器读取电子标签存储的额定电流值，通过LCD1602显示模块显示用电器的额定电流值并且开启继电器。当用电器开启工作后，微控制器通过电流互感器实时检测用电器的工作电流值。当用电器工作电流值超过额定电流值时，微控制器立即关闭继电器停止供电。图3为主程序流程图。

5 实验结果与分析

实验电压为交流电220 V，智能型安全插座与福禄克型号17B的数字万用表对各用电器的工作电流进行测量，共实验5次，记录各测量电流值，计算智能型安全插座与实测电流值的误差结果，实验结果如表1所示。

通过上述测试，可知基于RFID的智能安全插座的测量电流的平均相对误差为3.412%。从上述实验可得基于RFID的智能安全插座的电流测量效果好，从而实现对家庭线路的保护。

6 结论

文中针对传统插座不能够实现超过额定电流断电功能，从RFID无线射频技术以及用电器插头结构出发，将电子标签嵌入各用电器插头结构中，能够实现对不同的用电器进行智能断电功能，从而保护用电器与家庭用电线路。本文分别从微控制硬件电路设计、插头结构设计、软件设计等方面阐述基于RFID 智能型安全插座的设计方案与实现过程。本设计解决传统插座不能够智能断电的问题，解决用电器的短路问题，从而避免了因家用电器短路而引起的火灾。