毕业论文课题相关文献综述
长期以来，高校宿舍用电安全一直是学校面对的主要任务，近年来，随着高校规模的不断扩大，学生人数急剧上升，关于高校学生公寓火灾事故的报道也日益增多。据相关数据表明，这类火灾大部分是由于学生违章使用热得快、电炉子等大功率阻性负载造成的。为杜绝此类事故的发生,在确保学生正常用电的前提下，限制大功率阻性负载的使用，保障学生用电的安全性是亟待解决的问题。一般情况下，学校会在学生宿舍安装限流器，但是安装了限流器限制了打功率电器的使用，但是也限制了一些常规电器的使用，针对现有普通限流器的不足，需要设计一种能在限制的总功率范围内，能够识别一些恶意负载电器并限制其使用的只能识别控制器，针对这种情况而研制开发的恶意负载识别控制器，可自动识别宿舍用电电器。使得电炉、热得快等违章电器无法使用，从而消除了因使用违章电器带来的安全隐患。由参考文献[1]可知宿舍使用的电器，可分为线性（纯电阻）负载和非线性负载，线性负载电流电压相位相同，如热得快，电炉，电饭煲等；非线性整流性负载在供电电压为标准正弦波的情况下，电流畸变成非正弦波呈脉冲状，包含了大量的谐波分量，如电脑、电视机、充电器、采用电子整流器的荧光灯等。负载识别控制器可以检测到纯电阻性负载的接入并且切断电源。本课题在于设计识别控制器判断电路中的恶意负载，自动切断电源，识别没有恶意负载后，自动恢复供电，保证宿舍用电安全。
恶意负载识别控制器技术的发展：
1.功率识别控制器:此类识别器以[4]功率为识别参数，控制器系统内设置允许接入的最大功率超过系统设定的功率阈值时，系统自动跳闸。随着电器类型的增多，大功率安全负载的产生，这种产品因无法满足现代需求而被市场淘汰。
2.模拟技术的恶意负载识别器：该识别器的原理[6]是根据接入负载性质的不同，一般恶意负载都是阻性负载，相当于电路里接入了一个纯电阻，他的电流电压在示波器上显示的波形是无相位差的，而一般的常用电器属于非阻性负载，电流波形和电压波形具有一定的相位差。当电路中既有阻性负载又有非阻性负载时候，波形产生干扰，利用小波分析[12]来判断，通过对不同小波，不同分解层次的比较,对于该识别利用Dmeyer小波函数和5层分解效果比较好。该产品的优点是成本较低，效果明显，对一般的大功率阻性电热负载基本都能识别，基本解决了学生宿舍的安全用电问题；缺点是只能识别大功率的阻性电热负载(一般产品只能识别300W以上的阻性负载)，而且随着用电系统中改变相位设备(如计算机，日光灯)的增多，产品动作值的偏差就会变大，不能准确识别。
3.数字技术的恶意负载识别器：文献[3]通过判断负载的变化，负载的特性对恶性负载进行控制，该恶性负载检测系统主要由电流检测模块，A/D转换模块，单片机处理模块构成。电流检测模块主要是将电流回路中的电流经电流互感器采样后转换成电压，再整流滤波处理A/D转换模块主要是对之前的电压信号进行采样，传送到单片机处理，最后经过单片机对采得的信号处理之后作出判断。单片机利用软件处理来识别是否为恶性负载以做出下一步动作。由于负载往往既有电阻性负载，又有非线性负载，这就导致采得的电流不是标准的正弦波，而判断的关键[2]在于从它们中间识别出恶性负载假设阻性负载的幅值为A1，非线性负载的幅值为A2，通过算法比较幅值为A1 A2的正弦波与实际波形在一个周期内积分的差值来确定A1和A2这样就可以确定它们的功率，从而判断是否为恶性负载。这种识别器不仅可以有效的控制恶性负载的使用，而且成功解决了模拟产品因用电系统中感性设备的增多导致相位偏移的问题。
本课题设计的负载识别控制器基于单片机，并采用CS5460A电能计量芯片，它具有多种参数测量功能,如功率、电压和电流三者有效值以及三者瞬时值的测量及电能计量等。CS5460A芯片采集到的电压，电流信号，经过片内A∑模数转换器得到瞬时数字值，数字滤波后进入片内核心部分能量计算芯片，可以得到能量，瞬时功率，电压和电流有效值，有功功率数值等数据，可以通过有功功率来判断接入电路的是否为阻性负载。芯片可以很好的与单片机实现通信，通过能量0脉冲转换电路产生与功率成正比的脉冲。芯片可通过串行控制接口(SPI口)与微控制器相连，微控制器读取芯片内相应的寄存器得到上述检测数据。[9]CS5460A芯片的主功能模块主要是电能检定模块电能测量模块参数设置模块以及时钟显示模块等其中电能检定模块是用于送出数据以便于与标准表进行比较。
与传统的模拟技术实现负载识别和单单利用单片机数字技术实现负载识别技术相比，CS5460A具有方便的片上AC/DC系统校准功能,确保其精度在0.1%以内,精度很高。此外，他还具有功耗低、集成度高、所需外围器件较少等特点，利用常有的单片机就可以实现系统采样检测功能[14]。
本课题设计的基于单片机的恶意负载识别控制器，能自动识别宿舍内的用电情况，控制热得快、电炉、电暖器等大功率恶性负载的使用，在插上恶性负载后能在几秒内断电，拔除恶性负载后能立即自动恢复供电。对电脑、日光灯、充电器等日常用电不加限制，从而大大地降低了火灾的发生概率，起到了安全节能的作用。
参考文献：
[1]李昂.智能负载识别器的设计,微型机与应用，2005
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