大功率电器智能识别与用电安全控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大功率电器智能识别与用电安全控制器，其利用AT89C2051控制TLC1543进行A/D转换对功率进行控制，当功率大于300W的用电器使用时断路器跳闸(点亮红色发光二极管表示短路器跳闸)，当功率小于300W的用电器使用时断路器不跳闸(发光二极管息灭)。这是一种能在设定的总功率范围内智能识别大功率电器并限制其使用的用电控制器，它与现有的普通限电器有着本质的区别。控制器采用单片机进行数据处理和控制，应用抗干扰滤波技术，能巧妙地避过电路的各种冲击和干扰信号，准确地判断电路各负载的功率特性，从而智能识别大功率电器，并限制其使用。能有效地防止大功率电器的使用，又不影响电脑、台灯和风扇等的正常使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用电安全控制器领域，特别涉及一种大功率电器智能识别与用电安全控制器。
技术介绍
随着高等教育的普及，高校的扩招，在校学生人数不断的增长，尤其是伴随着学生生活条件的不断改善，越来越多的电器，如电脑、电视机、热水器、饮水机等正逐步走进学生公寓，这就要求对学生开放用电，而且高校后勤的社会化也势在必行；目前各高校都在进行后勤社会化改革，急需采用高科技手段加强用电管理。现在国内已有多家公司开发、生产学生公寓用电智能管理控制系统，随着该项技术的不断成熟及公寓管理水平的不断提高，该产品将有广阔的市场空间。目前，国内外研究负载模式识别的人较少。但也取得了一定的成果，主要是以下几个方面：(1)利用微处理器通过软件进行快速逆变换器负载性质判别与负载参数估算的方法，从而实现对无差拍控制逆变换器的输出进行精确控制。(2)对智能交通系统中的图像处理、模式识别和智能控制技术等关键技术进行了深入的研究并将这些技术融合到车牌识别、车道检测和跟踪、车型识别系统的具体研究中。(3)用小波尺度谱和相位谱对一些典型的旋转机械故障振动信号进行了分析研究。其他的还有如利用负载测量系统进行用户负载识别的方法，介绍如何运用采样理论进行采样，还考虑了周围环境对测试结果的影响。这些研究虽然简单的对负载参数进行了估算，但是，这些工作没有实现自动化，因此工作量大、效率低，不适合实时控制的需要。为更好地满足计算及判别的自动化，应用了波形识别的概念，但在实用性、实时性等方面有各自的缺点:(1)虽然讨沦了对波形的瞬时值进行采样并与相应的特征值进行对比，以判断设备的工作情况，但对整个波形的特征并未加以利用。(2)利用窗函数对检测波形处理后经短时傅立叶变换或小波变换获得特征值由此建立二维时频域空间，利用子空间投影方法进行波形分析。但此方法中需要最优选择_维窗函数的参数，不便于波形的自动、快速分析。(3)利用波形的瞬时值和频谱分析与电路的工作状态建立联系，然后用神 经网络记忆这种映射关系，并通过应用进行了对比认为频谱分析比波形瞬时值更适合在电力电子电路检测中应用。但它所能检测的故障类别比较少，阻碍了此方法在负载类型识别中的应用。(4)利用DSP按照傅立叶变换、小波分析等算法分析了测试信号的特征，并经过比对确定系统工作状态，但没有建立系统自动比对方法。对于系统涉及到的通信方式，它的选择直接关系到系统的造价、工程量和维修量，甚至关系到系统的成败。自动计量系统的通讯方式包括双绞线通讯、光缆通讯、电话线通讯、电力线载波通讯、无线通讯、卫星通讯和有线电视通讯、蜂窝通讯、红外通讯等多种方式。中国仪器仪表学会电磁测量信息处理仪器分会对自动计量系统的几种通讯介质进行了详细的介绍。通过对用电管理系统的深入研究，我们发现可以在用电管理系统的基础上实现整个公寓，甚至整个小区的智能化管理。目前已经有了许多类似的管理系统已经应用到楼宇自动化中，而且现行的许多智能住宅小区也实现了远程抄表、煤气、用水管理及自动保安报警等服务，可见智能管理日后必将成为以后楼宇建设的普遍标准。智能小区是在智能化大楼的基本含义中扩展和延伸出来的，它通过对小区建筑群四个基本要素(结构、系统、服务、管理以及它们之间的内在关联)的优化考虑，提供一个投资合理，又拥有高效率、舒适、温馨、便利以及安全的居住环境。由于“智能化”是一个相对的概念，“智能化”技术本身也正在不断地发展、完善、直至成熟，因此智能小区智能化是一个过程，它应当随着智能化技术的发展和人们需求的不断增长而增长。总的来说，智能小区是利用现代4C技术，通过有效的传输网络，将多元信息服务与管理、物业管理与安防、住宅智能化系统集成，为住宅小区的服务与管理提供高技术的智能化手段，以期实现快捷高效的超值服务与管理，提供安全舒适家居环境。系统不仅要实现对小区的住户管理、信息查询，而且实现小区的自动抄表系统。小区用户水、电、煤气三表输出的脉冲信息由智能控制器读出，再通过Lon网络传输到小区的管理中心，管理中心读出三表读数，并打印出来。先进的可以与银行连接，定期通过银行系统扣费，从而实现远程抄表与自动扣费结合。用电智能管理系统是电量的自动计量及管理发展的趋势，它将促进电力系统 的潜能得到最大限度的发挥。基于现代网络通讯技术、微电子技术及模式识别技术，一种全新概念的智能计量及管理信息网络急待完善和提高。该计量管理信息网络应用计算机技术、通讯技术等，以智能芯片(如CPU)为核心，将全电子式智能计量与通信控制单元有机结合起来，由此构成的集群式供电智能管理系统可基本覆盖用电管理部门对用户电能计量装置要求的所有功能，并可实现智能化的自动故障诊断。我国高校中普遍存在用电管理落后、电力资源严重浪费的问题，安全隐患日益突出。长期以来，我国高校对校办公区和学生公寓普遍实施免费电量供应，有的还对学生公寓进行了限流定时的供电管理方法，但在用电安全和用电节约上存在着诸多矛盾和隐患，并且不利于校后勤部门有效管理。因此，现有大部分地区的高校已经采用或即将采用开放用电、超额收费的办法。这样即解决了供电与用电之间的矛盾，同时也减轻了学校支付高额电费的负担。但是实施用电收费管理，一方面必将带来大量的人工抄表统计收费工作，而传统抄表方式时效性差、统计工作量大、交费手续极为繁琐、容易产生错抄、漏抄和估抄等现象。此外，由于用电的放开又使得电炉子和热得快等大功率用电器大量进入学生公寓。由于学生公寓是人口密集、用电负载类型多样的场所。当使用以上大功率的电器设备时，很容易引起火灾等事故，直接威胁同学们的人身安全和学院的财产，并且给学校带来负面的社会影响。供电与用电之问的矛后日益突出，传统的电量计量管理系统远远不能满足高校后勤管理数字化的要求，建立智能配电管理系统，成为大势所趋。因此通过提供相应的用电安全控制器以实现管理系统可以实现对整个公寓的集中监控，可实现学生公寓各房间用电量自动检测计量、超预置电量自动断电、非法用电自动识别、短路、过流保护、欠费自动提示等功能，可使公寓用电管理自动化、智能化，提高公寓管理水平，实现安全、节能、增效的目的，就显得尤为必要。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术的目的在于提供一种大功率电器智能识别与用电安全控制器，能实现管理系统可以实现对整个公寓的集中监控，可实现学生公寓各房间用电量自动检测计量、超预置电量自动断电、非法用电自动识别、短路、过流保护、欠费自动提示等功能，可使公寓用电管理自动化、智能化，提高公寓 管理水平，实现安全、节能、增效的目的，具有很好的商业价值，值得大范围推广。为达到上述目的，本技术的技术方案为：大功率电器智能识别与用电安全控制器，由如下模块构成：单片机分别连接工作状态指示模块，设定功率显示模块，实测功率显示模块，光电耦合电路，A/D转换电路；A/D转换电路连接数据监测模块，光电隔离电路与继电器连接，继电器和数据检测模块与保护模块串联；其中，单片机采用AT89C2051单片机，完成数据处理和输出控制功能；数据检测模块完成对负载用电回路电流的采集功能；光电耦合电路和继电器完成控制负载用电回路通断的功能；保护模块完成短路保护功能；所述保护模块为继电保护电路。进一步的，所述数据检测模块由电流互感器、电压形成放大电路、整流滤波电路和信号调理本文档来自技高网...

【技术保护点】
大功率电器智能识别与用电安全控制器，其特征在于，由如下模块构成：单片机分别连接工作状态指示模块，设定功率显示模块，实测功率显示模块，光电耦合电路，A/D转换电路；A/D转换电路连接数据监测模块，光电隔离电路与继电器连接，继电器和数据检测模块与保护模块串联；其中，单片机采用AT89C2051单片机，完成数据处理和输出控制功能；数据检测模块完成对负载用电回路电流的采集功能；光电耦合电路和继电器完成控制负载用电回路通断的功能；保护模块完成短路保护功能；所述保护模块为继电保护电路。

【技术特征摘要】
1.大功率电器智能识别与用电安全控制器，其特征在于，由如下模块构成：单片机分别连接工作状态指示模块，设定功率显示模块，实测功率显示模块，光电耦合电路，A/D转换电路；A/D转换电路连接数据监测模块，光电隔离电路与继电器连接，继电器和数据检测模块与保护模块串联；其中，单片机采用AT89C2051单片机，完成数据处理和输出控制功能；数据检测模块完成对负载用电回路电流的采集功能；光电耦合电路和继电器完成控制负载用电回路通断的功能；保护模块完成短路保护功能；所述保护模块为继电保护电路。2.根据权利要求1所述的大功率电器智能识别与用电安全控制器，其特征在于，所述数据检测模块由电流互感器、电压形成放大电路、整流滤波电路和信号调理电路依次连接构成；数据检测模块采集到的目标房间电流变化的模拟量经A/D转换送给单片机。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹进田，刘丽，
申请(专利权)人：邵阳学院，
类型：新型
国别省市：湖南;43