【正文】 的滯回比較器，滯回比較器又叫施密特觸發(fā)器。 計算機的電源是開關(guān)電源，屬于非線性負(fù)載 （ 也叫整流性負(fù)載 ） 。 (3)感性負(fù)載 ：電壓和電流的波形相同，相位不同，電流的 變化滯后電壓變化一個相位差，如日光燈。一般情況下，電壓波形為正弦波，即標(biāo)準(zhǔn)電壓 。為杜絕此類事故的發(fā)生 ,在確保學(xué)生正常用電的前提下，限制大功率阻性負(fù)載的使用，保障學(xué)生用電的安全性是亟待解決的問題。 25 附錄 10 軟件設(shè)計概述 １ 課題研究的目的意義 關(guān)鍵詞 ： 功率識別 諧波分離 惡性負(fù)載 Abstract To avoid the students using highpowered violate for electrical leads to dormitory electricity line overload overheat and create a risk of fire hidden such serious， designed a kind of load identifier． Recognizing the load in the apartment of students on the electricity main circuit， Adopts singlechip microputer process and control，Accurately determine access to the load circuit power， voltage， current， harmonics and other characteristics， To identify highpower electrical resistance load and limit its use，In the conservation of electricity， reduce security risks at the same time without affecting the normal use of conventional appliances． First， the sampling voltage and current， After conditioning the signal into the microcontroller through its processing， using C language program to identify and implement the load off a vicious， vicious removal of the load，the system resupply． Using the CAN munication to realize data transmission between the PC and the lower level puter． The design consists of hardware， software and munications of three parts， the paper describes the types and characteristics of the load， the load identification theory and research methods， validated by experiment， preliminary achieved the purpose of malignant load identification． Eliminated the safety hidden danger of students because of the use of illegal appliances， it is of great significance in a safe manner． Key words： Power recognition Harmonic separation Malignant load 目 錄 第 1 章 緒論 (3)研究方法 電路的穩(wěn)態(tài)發(fā)生變化時，首先判斷電路的功率和電流值是否超過設(shè)定的閾值，超過的話系統(tǒng)跳閘，沒有超過，系統(tǒng)繼續(xù)進行判斷。隨著電器類型的增多，大功率安全負(fù)載的產(chǎn)生，這種產(chǎn)品因無法滿足現(xiàn)代需求而被市場淘汰。 二、基本要求 負(fù)載識別的算法，并根據(jù)要求，完成軟硬件電路。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，這類火災(zāi)大部分是由于學(xué)生違章使用熱得快、電爐子等大功率阻性負(fù)載造成的。 三、 本課題的研究方案 (1)負(fù)載的種類及特性 非線性整流性負(fù)載：這類負(fù)載在供電電壓為標(biāo)準(zhǔn)正弦波的情況下，電流畸變成非正弦波呈脈沖狀，包含了大量的諧波分量，如計算機、電視機、充電器、采用電子整流器的熒光燈等。對電腦、日光燈、充電器等日常 用電不加限制，從而大大地降低了火災(zāi)的發(fā)生概率，起到了安全節(jié)能的作用 。 １ 本設(shè)計 主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點 ５ 硬件設(shè)計思路 ７ S3C44B0X 單片機簡介 11 諧波檢測方法 11 本系統(tǒng)采用的負(fù)載識別方法 14 研究方法 16 實驗 數(shù)據(jù) 18 第 5 章 CAN 通信設(shè)計 19 CAN 總線的主要特征 20 數(shù)據(jù)幀格式 21 CAN 總線硬件抗干擾分析及措施 21 CAN 總線軟件抗干擾分析及措施 21 第 6 章 結(jié)論與展望 26 附錄 B 電路圖 37 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 第 1 章 緒 論 課題研究的背景 意義 市場上各種質(zhì)量不合格的電器產(chǎn)品越來越多，由電器故障造成的觸電、電起火等事故屢見不鮮。 課題發(fā)展現(xiàn)狀 隨著電子技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)研制出供配電智能控制系統(tǒng)。 目的 是 ： （ 1） 限制大功率 阻性負(fù)載如 （ 電爐子、熱水器等 ） ； （ 2） 放開計算機類負(fù)載的使用； （ 3） 可以根據(jù) 學(xué)校的具體 要求設(shè)定限制允許使用的計算機功率的值 （ 一般定為 300500W） ，當(dāng) 檢測到用戶使用非法電器時，將立即斷電，去 掉非法負(fù)載后 恢復(fù)供電。 惡性負(fù)載具有以下特性： （ 1） 電壓和電流的波形相同； （ 2） 電壓和電流的相位相同； （ 3） 功率因數(shù)等于 1。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5 第 3 章 硬件設(shè)計 硬件設(shè)計思路 利用各個負(fù)載的功率特性不同，利用電流互感器采集主電路電流的線性變化量，通過單片機處理采樣數(shù)據(jù)并控制繼電器。繼電器驅(qū)動方法是采用大功率三極管和一個小的繼電器。該控制器還可以配合其他 控制器來設(shè)置觸電、過載和短路等保護功能，更加有效地防止了一些用電 事故。 本設(shè)計 采用 TLV2548 串行 A/D 轉(zhuǎn)換器。 芯片引腳如圖 32，引腳說明如表 31。傳輸最高數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá) 5Mb/s，其工作電壓范圍為 ～ 。 負(fù)載識別理論的作用及其主要類型 大功率電器智能識別的實現(xiàn)，主要靠負(fù)載識別理論的發(fā)展。 利用小波變換的方法可識別用電負(fù)載中是否含有計算機負(fù)載， 是單純的計算機負(fù)載還是計算機與其它電器的混合負(fù)載，還可以進一步識別出計算機的臺數(shù)。 傅立葉變換法是目前諧波檢測中應(yīng)用最廣泛的分析方法 ，尤其是通過改進的 FFT算法 具有精度高、功能多、使用方便的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)整數(shù)次諧波的精確分析和檢測。 當(dāng) S 閉合，假設(shè)投入的負(fù)載是非線性負(fù)載，設(shè)流過 Z1 的電流為 i1 (t)=g[u(t)]=g[U sin(ωt)]， 此時供電側(cè)的總電流為 iL(t)= i1(t)+ i2(t)= g[U sin(ωt)]+ f [U sin(ωt)] 對總電流 iL(t)進行傅立葉變換，其高次諧波系數(shù)為 a3n = ??2/2/2TTTiL(t)cos(nωt)dt (45) = ??2/2/2TTT{ g[U sin(ωt)]+ f [U sin(ωt)]} cos(nωt)dt = ??2/2/2TTTg[U sin(ωt)] cos(nωt)dt + ??2/2/2TTTf [U sin(ωt)] cos(nωt)dt， n=2， 3， 4．．． b3n = ??2/2/2TTTiL(t)sin(nωt)dt (46) = ??2/2/2TTT{ g[U sin(ωt)]+ f [U sin(ωt)]} sin(nωt)dt = ??2/2/2TTTg[U sin(ωt)] sin(nωt)dt + ??2/2/2TTTf [U sin(ωt)] sin(nωt)dt， n=2， 3， 4．．． 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 對比式 (41)與式 (42)，式 (45)與式 (46)可以看出 ， a3n≠ a1n ， b3n≠ b1n ， n=2，3， 4．．． ，即諧波分量不等，而是在 a1n ， b1n， n=2， 3， 4．．．的基礎(chǔ)上增加了非線性負(fù)載 Z1 產(chǎn)生的諧波分量。計算機類負(fù)載接入時，電路中的 3 次諧波值變化很大。 float I1。 float fac。 //計算機類負(fù)載 pfm = fabsf(powerNum[0]powerNum[1])。amp。 void delay(void) } overload_flag = 0。a0。 本章小結(jié) 本章分析了學(xué)生公寓常用負(fù)載的類型，根據(jù)負(fù)載接入電路后的特性研究了惡性負(fù)載識別的方法，并用 C 語言編程實現(xiàn) [12]，初步達(dá)到了惡性負(fù)載識別的目的。 (2)采用非破壞性總線優(yōu)先級仲裁技術(shù)，當(dāng)兩個以上節(jié)點同時向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送消息時，優(yōu)先級低的節(jié)點主動停止發(fā)送數(shù)據(jù)，而優(yōu)先級高的節(jié)點可以不受影響繼續(xù)發(fā)送，有 效避免了總線沖突。 CAN 通信 數(shù)據(jù)幀格式 數(shù)據(jù)幀格式 幀頭 （ F0H F0H） 幀尾 （ DFH DFH） 確認(rèn)幀：幀頭 +命令 +幀尾，連接確認(rèn)命令 =00； 上位機發(fā)送的校時時間、作息時間都為 BCD 格式 。 信息從 CAN 控制器發(fā)送到總線是由 CAN 控制器自動完成的。 CAN 總線的抗干擾能力 CAN 總線硬件抗干擾分析及措施 CAN 總線的信號狀 態(tài)為 2 種：隱位與顯位。 ～ 為變化的過渡區(qū)。返回格式：幀頭 +31+功率 +校驗和 +幀尾。上位機發(fā)出呼叫后等候下位機的確認(rèn)，等候時間為 35ms。 惡性用電識別器，又稱智能負(fù)載識別裝置，它能夠?qū)Ψ块g內(nèi)電器的用電性質(zhì)進行自動監(jiān)控，識別出負(fù)載的是否屬于危險用電設(shè)備，如果屬于正常儀表