基于单片机的公寓用电智能管理系统设计

随着高等院校后勤社会化改革的不断发展，学生公寓用电管理已逐步采用付费方式，急需一种新的电能集中计量、管理、控制系统。目前，电能集中管理控制系统还处于发展初期，仍存在较多问题。本文在查阅大量国内外相关文献并认真调研国内同类产品的基础上，设计并开发了一种适用于高等院校学生公寓的电能集中理控制系统。本文首先对电能计量原理进行了深入分析，依系统性能指标要求确定了系统电路参数，开发设计了系统硬件与软件。在硬件研制中主要设计了电能采样电路、单片机控制电路、显示电路、母板电路。在采样电路设计中，研究了一种新的精度调节方法，利用精密电位器取代传统的短路环设计方式。电能模数转换电路将通过采样电阻(锰铜合金制成)获取的电流信号与电压信号在芯片内部进行电能累加运算，并实现A/D转换，以脉冲方式输出供给单片机数据处理使用。采用总线方式实现 一个单片机子系统内16个房间的各种控制信息及数据信息的传输与控制。各单片机子系统与上位机之间采用485接口通信，系统中采用了护C总线接口的存储器与串行LED显示技术。本文对系统软件主要功能模块的设计进行了详细的阐述，主要介绍了主程序模块、通信模块、显示模块、计量模块、负荷检测模块等的工作流程及系统资源分配方案。利用软件方式实现电路负荷检测是本系统设计的一个创新点。结合实际需要，建立了简化通信协议。采用备用存储数据及软件陷阱等方法提高系统的安全性与抗千扰能力。电能集中管理控制系统具备电能计量、负荷检测、自动开关控制、数据统计、报表、打印等多种功能，具有很好的应用前景，市场需求潜力巨大。