大功率电器智能识别与用电安全控制器的设计 二

大功率电器智能识别与用电安全控制器的设计

摘　要：针对宿舍用电管理及用电安全存在的种种问题，设计了以单片机为核心能自动识别大功率电器并能限制其使用并能组成网络管理的智能用电控制器。介绍了系统的组成、主要模块的工作原理、上位机软件设计及程序流程图等。

关键词：功率识别、用电安全、串行A/D

目    录

摘  要 1

Abstract 1

第1章 绪 论 2

1.1课题来源及主要研究内容 2

1.1.1课题来源 2

1.1.1主要研究内容 2

1.2课题研究的意义 2

1.3课题发展现状和前景展望 3

第2章系统及其实现网络管理的总体设计方案 4

2.1单片机应用系统的设计概述 4

2.2单片机与PC机通信接口技术 5

2.2.1串行通信接口标准 5

2.2.2选择通讯方式 7

2.3系统网络管理的总体方案设计 8

第3章硬件设计及控制器PCB图设计 9

3.1硬件设计方法 9

3.2终端系统的组成及工作原理 10

3.2.1硬件设计思路 10

3.2.2基本构成 10

3.2.3基本工作原理 11

3.3终端硬件设计 11

3.3.1确定控制器 11

3.3.1.1单片机的选择 11

3.3.1.2 AT89C2051单片机简介 12

3.3.2时钟与复位电路的设计 13

3.3.3模/数转换电路设计 14

3.3.3.1数/模与模/数转换电路概述 14

3.3.3.2 A/D转换器的主要技术参数 14

3.3.3.3串行A/D转换器TLC1543介绍 15

3.3.3.4 TLC1543与单片机的接口 17

3.3.4采样模块设计 17

3.3.5其它电路设计 18

3.3.5.1光隔电路 18

3.3.5.2继电器接口技术 18

3.3.5.3短路保护 18

3.4控制器PCB图设计 18

第4章软件设计、调试及抗干扰分析 19

4.1软件设计概述 19

4.2程序设计方法 19

4.3负载识别理论的发展 20

4.3.1负载识别理论的作用及其主要类型 20

4.3.2基于傅立叶变换的负载识别及其在本系统中的应用 20

4.3.3基于小波变换的负载识别及其在本系统中的应用 20

4.4本系统采用的负载识别算法 21

4.4.1算法实现 22

4.4.2本系统负载识别算法的另一种思路 22

4.5软件编程 23

4.5.1程序算法分析及软件设计方案确定 23

4.5.1.1程序算法分析 23

4.5.1.2系统软件设计方案确定 23

4.5.2内存分配情况表 24

4.5.3主程序设计及流程图 25

4.5.4主要子程序及其调用设计 26

4.5.4.1 A/D采样子程序设计和流程图 27

4.5.4.2 SUB减法子程序设计和流程图 28

4.5.4.3 COMP比较子程序设计和流程图 28

4.6系统的调试 32

4.6.1应用系统的调试与运行 32

4.6.2控制器的应用 33

4.7系统的抗干扰分析及采取的措施 35

4.7.1应用系统的抗干扰分析 34

4.7.2抗干扰采取的措施 34

第5章联网管理软件及操作界面的设计 36

5.1概述 36

5.2管理系统 36

5.3 VB程序设计基础 37

5.3.1 Visual Basic概述 37

5.3.2界面设计 37

结束语 39

参考文献 40

致谢 41

附录A部分程序 42

附录B主电路原理图 53

附录C主电路PCB图 54