學(xué)生宿舍安全用電智能管理終端的功能設(shè)計及硬件組成的介紹

　　1 功能設(shè)計

　　結(jié)合計量計費、智能監(jiān)控及識別、斷送電控制管理的要求，宿舍安全用電智能管理終端設(shè)計功能如下：

　?。?）累加計量總用電量，遞減計量剩余電量；

　?。?）可實時檢測電壓、電流、有功功率、無功功率和功率因數(shù)等電力參數(shù)；

　　（3）支持對3個輸出回路（如照明、插座、空調(diào)）作獨立控制；

　?。?）支持預(yù)付費控制、負(fù)載識別控制、時間控制、強制控制等4種邏輯控制功能；

　?。?）可查詢各種日志記錄。

　　2 硬件組成

　　宿舍安全用電智能管理終端采用專用功能的微控制單元（Micro Control Unit，MCU）設(shè)計。整機(jī)的硬件系統(tǒng)實現(xiàn)依據(jù)各個功能模塊而展開，包含微處理器、電阻分壓網(wǎng)絡(luò)電壓采樣、電流互感器電流采樣、三路磁保持繼電器控制輸出、鐵電數(shù)據(jù)存儲、液晶顯示、按鍵輸入、有功電能脈沖指示輸出等。硬件組成如圖1所示。

　　圖1 硬件組成

　　3 軟件設(shè)計

　　3.1 主程序流程

　　主程序作時間片及事件的觸發(fā)條件來管理各個不同的功能模塊。主程序軟件流程如圖2所示。

　　圖2 主程序軟件流程

　　3.2 負(fù)載限制及負(fù)載識別算法

　　當(dāng)學(xué)生使用純阻性負(fù)載的違規(guī)電器（惡性負(fù)載）時，極易導(dǎo)致電器火災(zāi)等安全事故，對學(xué)生的生命和財產(chǎn)安全造成影響；當(dāng)學(xué)生使用過多的常規(guī)電器，但累加用電負(fù)荷過高，同樣會造成安全事故。

　　因此，該管理終端從最大功率限制和惡性負(fù)載識別兩方面需求出發(fā)來決定負(fù)載控制結(jié)果，以保證宿舍用電安全。

　　最大功率限制的方法比較簡單，若所有負(fù)載功率和超過總功率最大值，則判斷為功率超限，必須切斷宿舍供電回路。