一種節(jié)能安全的無線路由器設(shè)計

康璐

摘 要 本設(shè)計是一種基于控制工作時間和溫度監(jiān)測的自斷電式非商用無線路由器。通過時間檢測器、溫度傳感器和控制面板，檢測路由器的使用時間和工作溫度，如果超出設(shè)定的范圍，通過控制面板發(fā)出指令發(fā)出蜂鳴報警信號，并啟動電源斷電防護功能。同時，我們對路由器的外觀做了改進，在其殼體的兩側(cè)設(shè)置有散熱板和擋灰板，散熱的同時防止灰塵進入損壞內(nèi)部電路板。通過有效的改進，提高了無線路由器的節(jié)能降耗水平和安全性能。

關(guān)鍵詞 無線路由器；溫度檢測；時間檢測器；節(jié)能

中圖分類號 TN92 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）211-0104-02

目前，無線路由器作為網(wǎng)絡(luò)樞紐，已經(jīng)是我們工作生活中不可缺少的一部分了。無線路由器最早只是商業(yè)化應(yīng)用，現(xiàn)在普遍使用的無線路由器是由商用路由器演變而來，在功能的設(shè)計技術(shù)方面雖然很成熟，但其芯片處理性能和散熱性能不好，當(dāng)氣溫過高、連續(xù)使用時間過長和負載過多時，路由器工作溫度過高，不能有效散熱，會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定或者造成無線路由器的損壞。

1 設(shè)計思路

本文設(shè)計的對無線路由器的改進內(nèi)容是基于以下兩方面原因。

1）工作模式：由于無線路由器為常開工作狀態(tài)，很容易造成路由器負荷過重，導(dǎo)致溫度升高造成設(shè)備損傷，因此路由器的損耗率極高。現(xiàn)在，無線路由器設(shè)計往往會過度的考慮其軟硬件性能方面，對于其他功能部件的設(shè)計往往簡單化，比如散熱和除塵功能的設(shè)計。因此對其散熱除塵功能方面加以改進，避免路由器內(nèi)部構(gòu)件受到灰塵污染和工作溫度過高的損害，保持其良好的性能。

2）使用習(xí)慣：據(jù)專業(yè)測試報告結(jié)論，無線路由器的待機和滿負載的能耗程度差距并不大，因此，只要不斷開電源，無線路由器就會處于不間斷的工作當(dāng)中。因此，要從無線路由器的使用習(xí)慣作為一個著眼點，通過設(shè)計控制面板實現(xiàn)人機對話，增加電源管理。在不使用的期間，及時將它關(guān)閉；在其高負荷長時間工作監(jiān)測工作溫度，并設(shè)置超限報警等功能，使路由器在安全、節(jié)能的狀態(tài)工作，降低其無用功耗。

從工業(yè)設(shè)計角度來看，無線路由器在溫控、散熱、除塵和電源管理方面還有很大的設(shè)計空間。我們設(shè)計對無線路由器的殼體內(nèi)外加裝控制系統(tǒng)和散熱除塵裝置，監(jiān)測工作時間流量和工作溫度，并及時做出處理動作，使其達到一個穩(wěn)定、安全、節(jié)能的狀態(tài)，節(jié)能降耗的同時延長其使用壽命。

2 工作原理

通過時間檢測器（TP4303）對無線路由器的工作時間信息進行檢測，并將信號傳輸至控制面板（TM1629D），控制面板檢測到時間流量信息超過設(shè)定數(shù)值時，將向蜂鳴器發(fā)出信號，通過蜂鳴器實現(xiàn)聲光報警的功能。通過溫度傳感器檢測無線路由器殼體內(nèi)部各電氣元件的運行溫度，并傳輸至控制面板，若檢測溫度較高時，控制面板向散熱裝置發(fā)出信號，實現(xiàn)散熱裝置對殼體內(nèi)部的散熱，同時通過顯示屏對檢測溫度進行檢測。通過防護彈簧體有效的實現(xiàn)了對電源線進行防護，避免損壞，通過漏電保護裝置有效的對供電情況進行檢測，在發(fā)生漏電的情況下，及時跳閘進行保護?？傮w控制系統(tǒng)圖如圖1。

本無線路由器殼體的正面和上面集合了時間流量檢測和溫控等部分，包含：1.殼體；2.時間檢測器；3.顯示屏；4.控制面板；5.溫度傳感器；6.底部散熱裝置；7.防護彈簧體；8.漏電保護裝置；9.蜂鳴器；10.音樂播放裝置。如圖2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖（正面）所示。

本無線路由器殼體的后面和側(cè)面集合了散熱除塵部分，包含：1.殼體；2.側(cè)面散熱板；3.擋灰板；4.天線；5.端口；6.塑料蓋；7.按鈕；8.USB接頭；9.底殼；10.底座。如圖3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖（后面）所示。

3 具體實施

3.1 時間流量檢測和溫控部分

本裝置時間流量檢測和溫控部分由3部分組成，分別是嵌入在殼體前面的控制部分、殼體的內(nèi)壁安裝的溫度傳感器和殼體上端的時間流量檢測器。通過溫度傳感器檢測殼體內(nèi)部的溫度，并傳輸至控制部分處理，通過散熱裝置實現(xiàn)對殼體的散熱，同時將檢測溫度傳輸至顯示屏進行顯示；通過流量檢測器對路由器的使用時間流量檢測，并且在設(shè)定的時間范圍外，通過控制面板發(fā)出指令，通過蜂鳴器將信號輸出，實現(xiàn)使用流量超時報警。具體方法如下。

1）手動設(shè)置：在殼體控制面板設(shè)置一個時鐘，我們可以通過按鍵對無線路由器使用時間策略進行輸入，比如設(shè)置周一至周五早上9點到17點工作時間段來定時關(guān)閉電源。

2）自動檢測：通過時間流量檢測器對無線路由器的工作時間進行監(jiān)測，一旦超過設(shè)定的閾值，發(fā)出蜂鳴報警，同時監(jiān)測到無線路由器的工作溫度超過正常范圍，采用自斷電的方法進行保護。

3.2 改變無線路由器的使用習(xí)慣

我們這里提及的是非商用無線路由器，與7×24運行的常開型商用路由器使用環(huán)境和受用人群不同，因此對于此種無線路由器要改變其常開模式，加裝電源開關(guān)。我們通過對Reset（復(fù)位鍵）改造實現(xiàn)為無線硬件開關(guān)，這個方法是通過登錄路由器的管理界面，此無線路由器我們已經(jīng)事先刷入第三方固件openwrt操作系統(tǒng)，具備了一定的腳本模塊功能，我們將硬件開關(guān)設(shè)置為WIFI/Reset組合和即可將其改為硬件開關(guān)。

3.3 散熱除塵部分

本裝置的散熱除塵部分用以對無線路由器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各端口進行保護，防止灰塵進入和堆積于路由器，保證無線路由器良好的性能和使用壽命。具體實施是在其殼體的兩側(cè)設(shè)置有凹面型散熱板，且散熱板的一側(cè)開有散熱孔，散熱孔呈向上傾斜布置，有利于散熱的實現(xiàn)。散熱板外側(cè)加裝擋灰板，防止灰塵進入散熱板，防止內(nèi)部電路板由于過熱或灰塵附著而損壞。

4 結(jié)論

本設(shè)計是針對廣泛使用的非商用級無線路由器的一些改進措施，通過對其工作溫度和工作時間流量的共同監(jiān)測，使其處在安全有效的工作狀態(tài)；改變常開型的電源工作模式；增加散熱除塵裝置。通過以上措施保護無線路由器的安全的工作性能，達到節(jié)能降耗的效果。

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