基于PL3000單片機的學生公寓用電管理系統設計

0 引言
近年來，我國高等教育規模迅速擴大，在校生成倍增加，而后勤發展相對滯后，高校學生宿舍用電管理難等問題格外突出。一是大量學生宿舍電量計費仍然停留在老式的電度表計量階段，計量精度低，人工抄表效率低、易出錯，且對欠費用戶很難有效管理。二是對學生使用違禁電器無法自動識別，產生很大的安全隱患。因此設計一種帶有精確計量、智能控制、惡性負載識別、分時段限功率送電等功能的智能控電系統有著十分重要的意義。本文給出了采用福星曉程PL3000單片機的具有上述功能的控制系統設計方案，本產品已在本地進入了推廣階段。

1 硬件電路設計
1．1 控制系統總體方案
每個用戶端由一個多功能電表完成用電計量計費和管理，上位計算機將相關用電控制參數傳送到用戶終端，終端系統則根據管理中心設定的參數對用電情況進行實時監控，向管理中心計算機報送計量數據、惡性負載判別等功能，并執行管理中心發送的斷電、供電指令。從而構成整個供電場所的柔性智能管理系統。其總體方案如圖1所示。


1．2 多功能電表結構
本方案采用北京福星曉程公司開發的多功能電表專用處理器PL3000。該芯片具有以下特點和功能：
(1)內嵌增強型8051兼容處理器，配置8／16位ALU、256+768 bytes SRAM以及8kbytes E2PROM、三個8／16位定時／計數器，一個看門狗定時器和三個外部中斷。
(2)超級指令流水線結構，同等主頻情況下8倍速于標準8051微處理器。
(3)內置高精度數字多功能電能計量單元，計量精度優于0．1％；
(4)電流通道內置可編程增益放大器(PGA)
(5)內置雙通道電流采樣、正／負功指示數字邏輯電路，具有防竊電功能。
(6)提供有功功率和無功功率瞬時值輸出。
(7)外圍模塊包括LCD驅動、在系統編程、電源電壓監測電路、雙通道IS07816接口、實時鐘。