基于PL3000单片机的学生公寓用电管理系统设计

0 引言
近年来，我国高等教育规模迅速扩大，在校生成倍增加，而后勤发展相对滞后，高校学生宿舍用电管理难等问题格外突出。一是大量学生宿舍电量计费仍然停留在老式的电度表计量阶段，计量精度低，人工抄表效率低、易出错，且对欠费用户很难有效管理。二是对学生使用违禁电器无法自动识别，产生很大的安全隐患。因此设计一种带有精确计量、智能控制、恶性负载识别、分时段限功率送电等功能的智能控电系统有着十分重要的意义。本文给出了采用福星晓程PL3000单片机的具有上述功能的控制系统设计方案，本产品已在本地进入了推广阶段。

1 硬件电路设计
1．1 控制系统总体方案
每个用户端由一个多功能电表完成用电计量计费和管理，上位计算机将相关用电控制参数传送到用户终端，终端系统则根据管理中心设定的参数对用电情况进行实时监控，向管理中心计算机报送计量数据、恶性负载判别等功能，并执行管理中心发送的断电、供电指令。从而构成整个供电场所的柔性智能管理系统。其总体方案如图1所示。


1．2 多功能电表结构
本方案采用北京福星晓程公司开发的多功能电表专用处理器PL3000。该芯片具有以下特点和功能：
(1)内嵌增强型8051兼容处理器，配置8／16位ALU、256+768 bytes SRAM以及8kbytes E2PROM、三个8／16位定时／计数器，一个看门狗定时器和三个外部中断。
(2)超级指令流水线结构，同等主频情况下8倍速于标准8051微处理器。
(3)内置高精度数字多功能电能计量单元，计量精度优于0．1％；
(4)电流通道内置可编程增益放大器(PGA)
(5)内置双通道电流采样、正／负功指示数字逻辑电路，具有防窃电功能。
(6)提供有功功率和无功功率瞬时值输出。
(7)外围模块包括LCD驱动、在系统编程、电源电压监测电路、双通道IS07816接口、实时钟。