移动端的违规电器在线识别系统设计执行终端设计(附件)
为了解决高校学生在宿舍违规使用大功率电器的问题，本课题研究并设计了一套基于移动端的违规电器在线识别系统，系统由检测执行终端和远程监控平台组成。检测执行终端主要由MSP430、电量传感器、wifi模块、继电器、lcd显示等组成，实现了对学生公寓用电的自动检测、自动报警及断电等功能，远程监控平台通过手机app和电脑实现远程监控、报警和违规记录存储等功能。测试结果表明，该系统可实时的查看在宿舍使用的电器的电压和电流等数据，及时的识别学生公寓的违规电器，并且能够在学生使用违规电器的第一时间实现断电和报警的功能，这有利于学校对宿舍用电情况的监控，并大大的降低了宿舍违规电器所带来的生命和财产风险。关键词 单片机，违规电器，电量传感器，监控电路
目录
1 引言 1
1．1 研究背景及意义 1
1．2 国内外发展状况 2
1．3 发展趋势 3
2 方案的选择 6
2.1 系统的总体设计 6
2.2 执行端的设计 6
3 硬件电路设计 7
3.1 主控芯片 7
3.1.1 MSP430单片机 7
3.1.2 电源电路 9
3.1.3 复位电路 9
3.1.4 AD模块 10
3.1.5 晶振 11
3.2 互感器模块电路 11
3.3 继电器电路 12
3.4 蜂鸣器电路 13
3.5 显示电路 13
3.6 通信模块 15
4 软件设计 17
4.1 软件总程序图 17
4.2 AD采集转换 18
4.3 LCD显示 19
4.4 wifi设置 20
5 调试 21
5.1 软件调试 21
5.2 硬件调试 21
5.3 实物测试 22
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 引言
1．1 研究背景及意义
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，在人们的生活中随处可见各种 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
用电电器，这些用电电器在日常生活中发挥着巨大的作用。 但是在使用电器的同时也有许多需要注意的问题，如果这些问题没有注意往往会引发重大的事故发生。在使用电器的时候会产生电力负载，电器对于电力是有一定的负载能力的，假设电力负载超过了电器的负载能力，那么将会产生恶性负载，引起系统的不安全，将带来极大的安全隐患[1]。
在各种火灾的数量统计中因电器而引发的火灾的比例所占较高，年平均在35%左右，而高等院校学生宿舍由于自身管理的特点，电气火灾在高等院校火灾中所占比例更是高达50~60%左右，这不仅影响了高等院校的正常教学还威胁到了学生的人生安全，学生宿舍用电安全成为了高等院校消防安全工作的重点和难点。
近年来，随着高等院校规模的扩大，高等教育普遍化进程的推进，高等院校在校学生的数目不断上升，高等院校学生宿舍因火灾所造成的事故也不断增多。跟据相关的数据所示，电吹风、电磁炉、小火锅、烫发棒等阻性负载是引发学校学生宿舍火灾的最主要原因，这些用电电器被称为违规电器。我国高等院校的学生宿舍普遍存在着私自使用大功率用电设备、使用伪劣用电设备、使用发热电器、电气设备长时间通电、乱拉乱接电气线路和超负荷用电等现象。
这些违规的行为存在着许多安全隐患，许多火灾事故就是因为这些违规的行为引发的，这些事故甚至造成了人员的伤亡。虽然许多高等院校在学校的规章中规定禁止学生在学生宿舍使用大功率用电电器，但是在校学生依然在学生宿舍使用禁用的用电电器。为了清除学生公寓的用电安全隐患，高等院校经常要花费许多的人力和物力去检查学生公寓是否使用了违规电器，例如限时供电、定期检查、违章处罚等措施，但是这些高等院校对非法电器的人工检查方式却具有简捷、规模小的特点，这导致了高等院校很难检查出学生宿舍的违规电器，检查的结果收效甚微，不能彻底的解决学生宿舍使用违规电器的问题。高等院校是人口密集的区域，是许多人才聚集的地方，用电的安全问题自然不容小视。因此，对非法电器的实时、自动识别和有效限制已成为保证学生宿舍用电安全的重要组成部分。
要实现对电器的识别，电表是其中十分重要的一部分，电表能够检测电能的消耗，对用电情况进行实时的监测，那么如果电表功能更多更全面更智能的话，就能检测用电情况的各种数据比如电压、电流、用电器功率等，为了检测违规电器电表的功能是否能够胜任这是十分重要的。
1．2 国内外发展状况
在人们的生活中，煤气表、水表和电表的抄取和收取费用，是一个大问题。使用人工上门去抄取电表和收取费用的方法，不但打扰住户生活还有可能给住户带去不安全的因素，而对于各个收费的公司来说，使用这个方法消耗大量的人力物力还浪费过多的时间。近年来，信息化社会在逐步改变人们的生活方式与工作习惯的同时，也对一些传统的理念提出了挑战。随着人们生活水平的提高、科技的进步，在小区的智能化建设中多表远程抄收系统起着十分重要的作用。
就目前而言，电力载波传输，FTTB+LAN传输以及表具出户，集中在楼宇集中抄表，这远程抄表技术的三种方式在国外发达国家和发达地区得到应用。但是这三种方式都存在着缺陷，电力载波传输的缺陷在于数据传输可靠性太差，FTTB+LAN传输所需投资费用过高不能够大范围的普及，集中抄表只能解决不用入户的问题。
在国内的远程抄表系统，是由HFC有线宽带双向网络来构成的。人们的煤气、电、水使用状况的自动记录、远程读取和收费的问题得到了解决。远程抄表系统是系统智能化的重要部分，一些业主和房地产开发商都对其十分关注。
HFC有线宽带双向网络在国内首次实施是由上海市自来水市北有限公司来完成的，这是对抄表智能化系统的一次可贵尝试，这一次的尝试能够弥补过去抄表方案的不足，系统构建完成后，能够为使用该系统的公司规划、调度，建模提供数据，能够对用户用水的情况进行取样、分析，还能够为绘制水量曲线图提供条件；该系统的建立是一次技术性的转变从过去传统技术转型成高科技领域。
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1 引言 1
1．1 研究背景及意义 1
1．2 国内外发展状况 2
1．3 发展趋势 3
2 方案的选择 6
2.1 系统的总体设计 6
2.2 执行端的设计 6
3 硬件电路设计 7
3.1 主控芯片 7
3.1.1 MSP430单片机 7
3.1.2 电源电路 9
3.1.3 复位电路 9
3.1.4 AD模块 10
3.1.5 晶振 11
3.2 互感器模块电路 11
3.3 继电器电路 12
3.4 蜂鸣器电路 13
3.5 显示电路 13
3.6 通信模块 15
4 软件设计 17
4.1 软件总程序图 17
4.2 AD采集转换 18
4.3 LCD显示 19
4.4 wifi设置 20
5 调试 21
5.1 软件调试 21
5.2 硬件调试 21
5.3 实物测试 22
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 引言
1．1 研究背景及意义
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，在人们的生活中随处可见各种 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
用电电器，这些用电电器在日常生活中发挥着巨大的作用。 但是在使用电器的同时也有许多需要注意的问题，如果这些问题没有注意往往会引发重大的事故发生。在使用电器的时候会产生电力负载，电器对于电力是有一定的负载能力的，假设电力负载超过了电器的负载能力，那么将会产生恶性负载，引起系统的不安全，将带来极大的安全隐患[1]。
在各种火灾的数量统计中因电器而引发的火灾的比例所占较高，年平均在35%左右，而高等院校学生宿舍由于自身管理的特点，电气火灾在高等院校火灾中所占比例更是高达50~60%左右，这不仅影响了高等院校的正常教学还威胁到了学生的人生安全，学生宿舍用电安全成为了高等院校消防安全工作的重点和难点。
近年来，随着高等院校规模的扩大，高等教育普遍化进程的推进，高等院校在校学生的数目不断上升，高等院校学生宿舍因火灾所造成的事故也不断增多。跟据相关的数据所示，电吹风、电磁炉、小火锅、烫发棒等阻性负载是引发学校学生宿舍火灾的最主要原因，这些用电电器被称为违规电器。我国高等院校的学生宿舍普遍存在着私自使用大功率用电设备、使用伪劣用电设备、使用发热电器、电气设备长时间通电、乱拉乱接电气线路和超负荷用电等现象。
这些违规的行为存在着许多安全隐患，许多火灾事故就是因为这些违规的行为引发的，这些事故甚至造成了人员的伤亡。虽然许多高等院校在学校的规章中规定禁止学生在学生宿舍使用大功率用电电器，但是在校学生依然在学生宿舍使用禁用的用电电器。为了清除学生公寓的用电安全隐患，高等院校经常要花费许多的人力和物力去检查学生公寓是否使用了违规电器，例如限时供电、定期检查、违章处罚等措施，但是这些高等院校对非法电器的人工检查方式却具有简捷、规模小的特点，这导致了高等院校很难检查出学生宿舍的违规电器，检查的结果收效甚微，不能彻底的解决学生宿舍使用违规电器的问题。高等院校是人口密集的区域，是许多人才聚集的地方，用电的安全问题自然不容小视。因此，对非法电器的实时、自动识别和有效限制已成为保证学生宿舍用电安全的重要组成部分。
要实现对电器的识别，电表是其中十分重要的一部分，电表能够检测电能的消耗，对用电情况进行实时的监测，那么如果电表功能更多更全面更智能的话，就能检测用电情况的各种数据比如电压、电流、用电器功率等，为了检测违规电器电表的功能是否能够胜任这是十分重要的。
1．2 国内外发展状况
在人们的生活中，煤气表、水表和电表的抄取和收取费用，是一个大问题。使用人工上门去抄取电表和收取费用的方法，不但打扰住户生活还有可能给住户带去不安全的因素，而对于各个收费的公司来说，使用这个方法消耗大量的人力物力还浪费过多的时间。近年来，信息化社会在逐步改变人们的生活方式与工作习惯的同时，也对一些传统的理念提出了挑战。随着人们生活水平的提高、科技的进步，在小区的智能化建设中多表远程抄收系统起着十分重要的作用。
就目前而言，电力载波传输，FTTB+LAN传输以及表具出户，集中在楼宇集中抄表，这远程抄表技术的三种方式在国外发达国家和发达地区得到应用。但是这三种方式都存在着缺陷，电力载波传输的缺陷在于数据传输可靠性太差，FTTB+LAN传输所需投资费用过高不能够大范围的普及，集中抄表只能解决不用入户的问题。
在国内的远程抄表系统，是由HFC有线宽带双向网络来构成的。人们的煤气、电、水使用状况的自动记录、远程读取和收费的问题得到了解决。远程抄表系统是系统智能化的重要部分，一些业主和房地产开发商都对其十分关注。
HFC有线宽带双向网络在国内首次实施是由上海市自来水市北有限公司来完成的，这是对抄表智能化系统的一次可贵尝试，这一次的尝试能够弥补过去抄表方案的不足，系统构建完成后，能够为使用该系统的公司规划、调度，建模提供数据，能够对用户用水的情况进行取样、分析，还能够为绘制水量曲线图提供条件；该系统的建立是一次技术性的转变从过去传统技术转型成高科技领域。
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