小型电源监控系统设计开题报告

科技的高速发展改变着人们的生活方式,人们的居住环境正在向舒适性、智能化、信息化方向发展,因此智能家居技术的研究也就成为了近年的热点课题。但是要实现完全的家居智能化需要解决的问题很多,而且造价也很昂贵,大多数家庭也难以承受。目前正在逐步推广的一些智能家居产品大多数只是针对某种需求而研发的,如家庭智能防盗监控系统、防火报警系统、室内灯光自动调节系统等。本课题针对目前家用电器不断增多的情况,设计了家庭电源智能监控系统。家庭电源智能监控系统由主监控器和多个电源控制节点组成。主监控器具有联网功能、计算机在线通信功能、短距离无线收发等功能。系统设计包括硬件电路设计和软件设计。主监控器电路由μ pd78f0485单片机、rf24l01无线收发模块、gprs无线通讯模块、eeprom、flash存储器等器件组成；电源控制节点电路由μ pd78f0485单片机、继电器等组成。软件设计包括嵌入式软件和计算机软件两部分。在单片机开发工具pm v6.3环境下用c语言编写了主监控器嵌入式程序和电源控制节点嵌入式程序。嵌入式程序分别烧写于主监控器电路和节点电路的单片机中,上电后自动运行。计算机在线监控程序是在windows xp操作系统下用c#语言开发完成,通过计算机上的操作界面方便的对主监控器和节点进行信息读写操作。系统的web服务器程序由其他人开发完成。本课题设计特点主要有两点。(1)低成本设计。电路中选用的主要器件如单片机芯片、gprs电路模块、nrf24l01无线收发模块、eeprom芯片等都是性能可靠的低价格器件,虽然软件开发的复杂度较高,但开发完成后投入实际应用后会降低产品成本。(2)电源控制节点不仅可以通过主监控器联网控制,还可以作为可编程的定时电源开关单独使用,有利于用户根据需要选择使用。本课题还仅仅是在实验室环境中对系统基本的软硬件功能进行了设计,要满足实际应用还需要做很多深入细致的开发和调试工作,例如,能够根据每个节点上用电器的功率对电源开启数量进行限制或调整不同节点的通断状态,避免总电源超负荷导致跳闸断电；能够检测每个节点上的电流大小,对于电流超出正常值一定量时自动断电、报警等。

2. 研究内容和预期目标

为了满足现代家庭对于家居安全的高要求，本课题为设计一种简单的家用小型电源监控系统，该系统可以满足一般家庭对用用电安全方面的需求。家用小型电源监控系统是利用对家庭电源插座的电流和温度监控来判断插在该插座上的用电器是否超过负荷，在超过负荷时应该切断电源，防止电流过大引起火灾等不良隐患。

研究内容：

（1）电器负荷及电信号转换电路

3. 研究的方法与步骤

社会的发展，科技的进步，普通家庭拥有了更多的电器设备。但是随着用电设备的日益增多，使用电源的功率越来越大，导致家庭电源接口的负荷加重，有可能出现电流过大，电线过热，导致引发火灾等安全隐患。另外现代家居智能集中控制已经成为潮流，越来越多的家庭需要对家里的用电器进行集中控制，方便生活的需。而电源监控系统能够狠好的解决此类问题。

研究方法和步骤：

1. 根据已学习和掌握电气设计基础知识，标准及规范控制理论与实践设计计能力等知识，搜集和 理小型电源监控系统的组成、原理和工作流程。
2. 进行方案设计：组成部分有匹配电路，采集接收检测信号并显示状态。
3. （1）计电器负荷--电信号转换电路

   ① 传感器模块安装及测试；

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   4. 参考文献

   1. （1）王兆安、刘进军主编 电力电子技术 北京 机械工业出版社 2009

      （2）陈建明主编 电气控制与plc应用 北京 电子工业出版社 2014

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      5. 计划与进度安排

      1周 2022.2.20-2.24 毕业实习总结； 2周 2022.2.27-3.3 毕业设计开题、确定毕业设计方案； 3周—4周 2022.3.6-3.17 学生进行毕业设计需求分析、 5周—6周 2022.3.20-3.31 学生进行毕业设计方案设计阶段； 7周—8周 2022.4.3-4.14 毕业设计框架设计初步完成（或初步的样机设计）； 9周—10周 2022.4.17-4.28 毕业设计详细设计成型；

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