电子设计工程
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第
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卷
0'"12/
第
3
期
4'13
5678
年
/
月
9:&; 5678
用电实时监测保护及远程监控系统设计
李卫兵
7
! 邢晓莹
5
! 王克会
5
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71
北京电子科技职业学院 北京
766738
#
51
杭州电子科技大学 浙江 杭州
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摘要 ! 系统以
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单片机为控制核心! 采用电压%电流互感器采集用电信息! 通过彩色显示触摸屏实现电压%电流%功
率等的实时显示! 也可以通过网络送至远程计算机远程监控& 系统可通过现场和远程计算机设定预定功率值! 超出预
定值后系统发出报警并切断总电源进行保护& 通过烟雾%火焰传感器检测周围环境! 如果发生火灾或者煤气泄漏! 系统
会发出报警& 该系统针对当前用电信息显示%供电过载保护%远程监控%用电环境检测等进行设计! 具有实际应用价值&
关键词! 用电实时监测# 过载保护# 远程监控# 火灾检测
中图分类号 !
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文献标识码 !
9
文章编号
! 783C!8.D8
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收稿日期!
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稿件编号!
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作者简介!李卫兵"
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'$!男!山东邹平人!硕士!副教授& 研究方向(电子技术&
伴随 着 城市人 口 和 建设规 模 的扩大"各种用 电设备的增
多"城 市 的 供 电设 备 经 常 超 负 荷 运转 "用 电 环 境变 得 越 来 越
恶劣% 据统计"每天"用电设备都要遭受
7.R
次左右各种的电
源问题的侵扰 "电 子 设备故障 的
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来自电 源
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% 因此"电 源
问题的 重要性日益 凸显出来% 针对用 电安全"现有的 安全防
护产品 以显示功率 &电流和 电压为主要功能
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"缺少智能 化的
断电 保 护管 理 功 能 且 无 数 据 存 储 功 能 "一 旦 发 生 事 故 "断 电
数据丢失"为分析事故原因带来不便% 市场上大多数产品"刷
新频次小"增加了意外事故保护疏忽的机率%
文中 针 对用电 安 全 问题"开发了用 电实时监 测与保护系
统% 能够实时监测用电各项参数"能设定用电保护的功率"当
用电超出保护功率时将报警并自动断电保护"通过
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显示
各项 参 数 以 及 报 警 原 因 "便 于 根 据 故 障 原因 进 行 检 修 "并 且
能够 通 过网络 远 程 监测用 电 情况及故 障原因"故障排 除后可
实现远 程合闸"实现了 智 能化用电 控 制"可广泛用于 家庭 &工
业&企业"实现智能化控制与管理%
9
设计方案
系统总体设 计方案框 图如图
7
所示% 采用了模块化设计
方案 "分为电 压电流采 样 模块&用电参数采 集 模 块 &传 感 器模
块 &主 控 模 块 &声 光 报 警 和 总 电源 切 断 模 块 &串 口 模 块 &网 络
传输模块&显示模块&用户操作模块&电源模块
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% 主控模块采
用
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高速 单片 机 $电 压 &电 流 采 样模 块 由 电压
互 感 器和 电 流 互 感 器 组 成"用 于对 市 电 进 行采 样 $烟 雾 模 块
由可燃 气体传感器 组成"用于烟雾 &可燃气 体 检测 $声 光 报 警
和总电 源切断模块 采用有源 蜂 鸣器和 高 亮
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"大电 流 继 电
器负责 切断总电源 $网络传 输模块串口电路和串口转网 络电
路组 成"采用 了
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专用
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模块 &
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电平 转
换 芯 片 和 母 头串 口 组 成 "用于 和 计 算 机 通 信 $显 示 模 块 采 用
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寸
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彩色液晶"用户操作模块采用四线式电阻触摸屏%
图
7
系统总体方案框图
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