大功率电器智能识别与用电安全控制器的设计与实现 二

大功率电器智能识别与安全用电控制器的设计

摘 要：由于学校宿舍的用电管理和用电安全存在着众多问题，所以我们设计了一个以单片机为核心能自动识别大功率电器并能限制其使用的智能用电控制器。介绍了系统的组成、主要模块的工作原理及程序流程图。该控制器主要适用于学生寝室、集体宿舍、教室、等一些集体公共场所。当有常规小功率电器接入时，电流的瞬间变化量将不会超过设定值，电路能正常供电。而当有单个功率在设定值以上的电器接入时，瞬时电流的变化量将超过允许使用单个电器的上限值，单片机主控器将切断电源，能有效的防范学生在宿舍内使用大功率禁用电器，减少安全隐患节约电能。

关键词：智能识别、单片机、串行A/D、RS485总线

目   录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第1 章  绪论 1

1.1 用电管理的意义 1

1.2 用电管理的发展及前景 2

1.3 课题的来源及主要研究内容 4

1.3.1 课题来源 4

1.3.2 主要研究内容 4

第2章  系统硬件的介绍及元件的选择 5

2.1 系统的主要组成 5

2.2 系统及各主要模块的介绍 6

2.2.1 数据检测模块 6

2.2.2 控制模块 6

2.2.3 继电器执行模块 7

2.2.4 中继模块 7

第3章  系统的硬件设计 8

3.1 数据检测模块的设计 8

3.2 控制模块的设计 9

3.2.1 单片机的介绍及选择 9

3.2.2 控制模块的设计 12

3.2.3 时钟与复位电路 14

3.3 继电器执行模块 15

3.3.1 光电耦合器的介绍 15

3.3.2 光电耦合电路 16

3.3.3 继电器电路的设计 16

3.4 中继模块的设计 16

3.4.1 模块总线标准的确定 17

3.4.2 系统使用的MAX485芯片介绍 17

3.4.3 多机通信 18

3.5 电源电路设计 21

3.6 断电保护电路 24

第4章  大功率负载智能识别算法 27

4.1 傅立叶变换法 27

4.2小波变换法 29

4.3 本系统采用的算法 30

第5章  系统程序设计 31

5.1 主程序算法分析 31

5.2程序流程 32

5.2.1 主程序流程 33

5.2.2 初始化子程序 33

5.2.3 A/D转换子程序流程图 34

5.2.4 差值比较算法子程序流程图 35

5.2.5 减法子程序流程图 36

5.2.6 比较子程序流程图 37

5.2.7 通信子程序了流程图 38

5.2.8 控制子程序流程图 39

结束语 40

参考文献 41

致谢 42

附录 系统硬件电路设计总图 43