专利名称：精密智能负载监控仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监控仪，尤其是一种可以有效控制大功率的精密智能负载监控仪。
背景技术：
目前，学校的学生宿舍，常有学生使用一些大功率电器，如电饭锅、电磁炉等，由于 大功率电器很危险，会对学生们的安全造成危害。现在学校的普遍措施是派教务或学生会 人员定期检査宿舍，但这种措施长远来说并不是办法，要有效控制学生大功率电器的使用， 必须有一种可以时刻监控学生用电状况的监控仪。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可以有效控制大功率电器的使用，同时又能允许安全 电器正常使用的精密智能负载监控仪。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案
一种精密智能负载监控仪，所述监控仪的电路由2.5V基准电源提供电路、电压信号
变换提取电路、电流信号变换提取电路、键盘与数显电路、输出控制与报警电路和智能识 别电路组成。
所述的2.5V基准电源提供电路由电阻(Rl)、电解容(Cl、 C2)、 TL431 (Ql)、功放 (U1A)组成，电阻(Rl)与TL431 (Ql)的引脚1和引脚3相连。
所述的电压信号变换提取电路由电阻(R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7)和功放(U1B、 U1C) 组成，Ua和L)N两输入端连接与市电220V电压连接，功放(U1B)的引脚5通过R7接上 2.5V基准电压，功放(U1C)的引脚8与单片机(U3)的INT端连接。
所述的电流信号变换提取电路由电阻(R8、 R9、 RIO)、电流互感器(Tl)和功放(U1D、 U2A)组成，通过电流互感器(Tl)来感应Ia和IN两端的电流在电阻(R8)上形成电流 信号，功放(U1D)的引脚12接上2.5V基准电压，功放(U2A)的引脚1与单片机(U3) 的CCP端连接。
所述的键盘电路由按键(Sl、 S2、 S3)和电阻(R24、 R25、 R26)组成，按键(Sl、 S2、 S3)分别与单片机(U3)的Keyl、 Key2、 Key3端连接；数显电路由3个LED数码管、 PNP三极管(Q4、 Q5、 Q6)和电阻(R27、 R28、 R29)组成，3个LED数码管分别与单片机 (U3)的LED1、 LED2、 LED3端连接。所述的输出控制电路由电阻(Rll)、 NPN三极管(Q2)、 二极管(D2)和继电器(Kl) 组成，电阻(R11)与单片机(U3)的Conl端连接；报警电路与单片机(U3)的warning 端连接。
所述的智能识别电路，电阻(R12、 R13、 R14)、电容(C3、 C4)、 二极管(Dl)和水 晶头组成程序调试和烧入电路；电容(C5、 C6、 C7)、 20M晶振和单片机(U3)组成单片 机系统。
本实用新型具有以下有益效果采用先进的数码识别技术与信号捕捉技术，通过智能 识别电路，可以有效地控制了大功率电器的使用，同时又能允许安全电器如饮水机、计算 机等用电器正常使用。当用电器的功率超过了监控仪充许的范围(范围可以预设)，2分 钟之内，监控仪就会切断用户的用电线路，提示用户不要使用违规用电器，同时要求用户 把违规用电器的插头拔出；过几分钟之后(5-10分钟可以预设)，监控仪自动合上用电线 路，恢复用电2分钟内再次监测到超出充许功率范围的用电器仍然接在线路上，监控仪再 次切断用户的用电线路，但是不再自动合上。此时需要管理员输入密码解除监控仪的控制， 从而为宿舍实现用电人性化管理提供了有利的设备。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明

图1为本实用新型各电路的连接示意图； 图2为本实用新型2. 5V基准电源提供电路图； 图3为本实用新型电压信号变换提取电路图； 图4为本实用新型电流信号变换提取电路图； 图5为本实用新型键盘与数显电路图； 图6为本实用新型输出控制与报警电路图； 图7为本实用新型智能识别电路图。
具体实施方式

如图1所示，单片机的INT端连接电压信号变换提取电路，CCP端连接电流信号变换 提取电路，Keyl、 Key2、 Key3端连接键盘电路，LED1、 LED2、 LED3端连接数显电路，Conl 端连接输出控制电路，warning端连接报警电路。
如图2所示，由l个电阻(Rl)、 2个电解容(Cl、 C2)、 1个TL431 (Ql)和1个功 放(U1A)组成。电阻与TL431的引脚1和引脚3相连产生稳压的2. 5V基准电压，再通过
4由功放组成的跟随器增强基准电压的稳压性和电路的带负载能力；2个电容都是用来滤波， 使U1A的引脚1输出的2. 5V基准电压更稳定。
如图3所示，由6个电阻(R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7)和2个功放(U1B、 U1C)组成， 市电220V电压从Ua和UN两端输入，经R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7和U1B组成的差动电路， 对市电进行降压处理，提取电压信号；同时，2.5V基准电压通过R7接到U1B的引脚5， 使电压信号的直流电压提高到2. 5V，变成单片机能采集的U-A/D信号；另外通过U1C使 电压信号变成方波脉冲信号，送给单片机的INT端。更稳定。
如图4所示，由3个电阻(R8、 R9、 RIO)、电流互感器(Tl)和2个功放(U1D、 U2A) 组成，用电流互感器Tl来感应电线上的电流，在电阻R8上形成电流信号；同时，2.5V 基准电压接到U1D的引脚12，使电流信号的直流电压提高到2.5V，变成单片机能采集的 I-A/D信号；另外通过U2A使电流信号变成方波脉冲信号，送给单片机的CCP端。
如图5所示，键盘电路由3个按键(Sl、 S2、 S3)和3个电阻(R24、 R25、 R26)组 成，作为数字输入。数显电路由3个LED数码管、3个PNP三极管(Q4、 Q5、 Q6)和3个 电阻(R27、 R28、 R29)组成，用来显示相应的信息。
如图6所示，输出控制电路由l个电阻(Rll)、 1个NPN三极管(Q2)、 1个二极管(D2) 和l个继电器(Kl)组成，当违规用电器接入线路时，单片机通过Conl端控制继电器K1 断开，从而达到了切断电源的目的；同时单片机通过warning端发出警告声。 如图7所示，由3个电阻(R12、 R13、 R14)、 2个电容(C3、 C4)、 1个二极管(Dl)和l 个水晶头组成程序调试和烧入电路；由3个电容(C5、 C6、 C7)、 1个20M晶振和单片机 (U3)组成单片机系统；通过8个电阻(R15 — R22)向数码管发送数字代码；单片机U3 通过测量电压信号、电流信号、相位信号等参数，智能识别电线上的用电器是否超出允许 的范围，从而达到智能禁止违规用电器的使用。
权利要求1.一种精密智能负载监控仪，其特征在于所述监控仪的电路由2.5V基准电源提供电路、电压信号变换提取电路、电流信号变换提取电路、键盘与数显电路、输出控制与报警电路和智能识别电路组成；所述的2.5V基准电源提供电路由电阻(R1)、电解容(C1、C2)、TL431(Q1)、功放(U1A)组成，电阻(R1)与TL431(Q1)的引脚1和引脚3相连；所述的电压信号变换提取电路由电阻(R2、R3、R4、R5、R6、R7)和功放(U1B、U1C)组成，Ua和UN两输入端连接与市电220V电压连接，功放(U1B)的引脚5通过R7接上2.5V基准电压，功放(U1C)的引脚8与单片机(U3)的INT端连接；所述的电流信号变换提取电路由电阻(R8、R9、R10)、电流互感器(T1)和功放(U1D、U2A)组成，通过电流互感器(T1)来感应Ia和IN两端的电流在电阻(R8)上形成电流信号，功放(U1D)的引脚12接上2.5V基准电压，功放(U2A)的引脚1与单片机(U3)的CCP端连接；所述的键盘电路由按键(S1、S2、S3)和电阻(R24、R25、R26)组成，按键(S1、S2、S3)分别与单片机(U3)的Key1、Key2、Key3端连接；数显电路由3个LED数码管、PNP三极管(Q4、Q5、Q6)和电阻(R27、R28、R29)组成，3个LED数码管分别与单片机(U3)的LED1、LED2、LED3端连接；所述的输出控制电路由电阻(R11)、NPN三极管(Q2)、二极管(D2)和继电器(K1)组成，电阻(R11)与单片机(U3)的Con1端连接；报警电路与单片机(U3)的warning端连接；所述的智能识别电路，电阻(R12、R13、R14)、电容(C3、C4)、二极管(D1)和水晶头组成程序调试和烧入电路；电容(C5、C6、C7)、20M晶振和单片机(U3)组成单片机系统。
专利摘要本实用新型公开了一种精密智能负载监控仪，所述监控仪的电路由2.5V基准电源提供电路、电压信号变换提取电路、电流信号变换提取电路、键盘与数显电路、输出控制与报警电路和智能识别电路组成。本实用新型可以有效控制大功率电器的使用，同时又能允许安全电器正常使用的精密智能负载监控仪。
文档编号G01R19/25GK201397358SQ200920049679
公开日2010年2月3日 申请日期2009年1月6日 优先权日2009年1月6日
发明者黎 杨, 杨琳芳, 肖运海, 钟建坤, 余 陈, 黄业安 申请人:河源职业技术学院