基于單片機(jī)的學(xué)生公寓用電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：福星曉程PL3000單片機(jī)是一款多功能單相電能表的專用芯片，本項(xiàng)目組采用它作為用戶模塊的控制核心，加以通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成集中式智能用電管理系統(tǒng)。本文給出了其系統(tǒng)硬件原理圖，分析了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)思想。本系統(tǒng)可以有效地解決如學(xué)校等集體宿舍電費(fèi)管理難和安全隱患等亟需解決的問題。
關(guān)鍵詞：用電管理：集體宿舍；PL3000單片機(jī)

0 引言
近年來，我國高等教育規(guī)模迅速擴(kuò)大，在校生成倍增加，而后勤發(fā)展相對滯后，高校學(xué)生宿舍用電管理難等問題格外突出。一是大量學(xué)生宿舍電量計(jì)費(fèi)仍然停留在老式的電度表計(jì)量階段，計(jì)量精度低，人工抄表效率低、易出錯(cuò)，且對欠費(fèi)用戶很難有效管理。二是對學(xué)生使用違禁電器無法自動(dòng)識別，產(chǎn)生很大的安全隱患。因此設(shè)計(jì)一種帶有精確計(jì)量、智能控制、惡性負(fù)載識別、分時(shí)段限功率送電等功能的智能控電系統(tǒng)有著十分重要的意義。本文給出了采用福星曉程PL3000單片機(jī)的具有上述功能的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，本產(chǎn)品已在本地進(jìn)入了推廣階段。

1 硬件電路設(shè)計(jì)
1．1 控制系統(tǒng)總體方案
每個(gè)用戶端由一個(gè)多功能電表完成用電計(jì)量計(jì)費(fèi)和管理，上位計(jì)算機(jī)將相關(guān)用電控制參數(shù)傳送到用戶終端，終端系統(tǒng)則根據(jù)管理中心設(shè)定的參數(shù)對用電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，向管理中心計(jì)算機(jī)報(bào)送計(jì)量數(shù)據(jù)、惡性負(fù)載判別等功能，并執(zhí)行管理中心發(fā)送的斷電、供電指令。從而構(gòu)成整個(gè)供電場所的柔性智能管理系統(tǒng)。其總體方案如圖1所示。


1．2 多功能電表結(jié)構(gòu)
本方案采用北京福星曉程公司開發(fā)的多功能電表專用處理器PL3000。該芯片具有以下特點(diǎn)和功能：
(1)內(nèi)嵌增強(qiáng)型8051兼容處理器，配置8／16位ALU、256+768 bytes SRAM以及8kbytes E2PROM、三個(gè)8／16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，一個(gè)看門狗定時(shí)器和三個(gè)外部中斷。
(2)超級指令流水線結(jié)構(gòu)，同等主頻情況下8倍速于標(biāo)準(zhǔn)8051微處理器。
(3)內(nèi)置高精度數(shù)字多功能電能計(jì)量單元，計(jì)量精度優(yōu)于0．1％；
(4)電流通道內(nèi)置可編程增益放大器(PGA)
(5)內(nèi)置雙通道電流采樣、正／負(fù)功指示數(shù)字邏輯電路，具有防竊電功能。
(6)提供有功功率和無功功率瞬時(shí)值輸出。
(7)外圍模塊包括LCD驅(qū)動(dòng)、在系統(tǒng)編程、電源電壓監(jiān)測電路、雙通道IS07816接口、實(shí)時(shí)鐘。