室内安全监测智能终端的设计

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1、室内安全监测智能终端的设计　　（杭州电子科技大学微电子CAD研究所，浙江杭州310018）　　摘要：通过对目前国内外室内用电安全检测装置的技术现状和功能缺陷的分析，研究并设计了一种以STM32单片机为核心，集用电安全监测和环境安全监测于一身的室内安全监测智能终端。介绍了终端的硬件电路组成模块，分析了用电器识别和电弧检测的软件实现方法。经过实验验证，该终端监测数据准确可靠，系统运行稳定，能够满足室内安全监测的基本要求。　　关键词：室内安全；STM32；智能终端；电器识别　　中图分类号：TP319文献标志码：A文章编号：1006-8228（2016）10-18-04　　Designof

2、anintelligentterminalforindoorsecuritymonitoring　　XingXiaoying，ZhouLei　　（InstituteofMicroelectronicsCADResearch，HangzhouDianziUniversity，Hangzhou，Zhejiang310018，China）　　Abstract：Byanalyzingthecurrenttechnologystatusandfunctionaldefectsofindoorelectricalsafetytestingdeviceofdomesticandinternati

3、onal，anindoorelectricalsafetymonitoringintelligentterminalwithSTM32microcontrollerasthecoreis8researchedanddesigned，whichsetselectricitysafetymonitoringandenvironmentalsafetymonitoringasone.Thehardwarecircuitmoduleoftheterminalisintroduced，andthesoftwarerealizationmethodoftheidentificationanda

4、rcdetectionofelectricalappliancesisanalyzed.Throughexperimentalverification，theterminalmonitoringdataisaccurateandreliable，thesystemrunsstably，andcanmeetthebasicrequirementsofindoorsafetymonitoring.　　Keywords：indoorsafety；STM32；intelligentterminal；electricalappliancesidentification　　0引言　　目前，断路

5、器、空气开关等电路保护装置的使用在居民家庭中已经非常普遍，能够在线路发生短路、电流过载时切断电源，保护居民人身和财产安全。随着传感器技术的发展，各种各样的环境检测装置也开始陆续出现在家庭中。8　　用电安全方面，国内目前多使用低压断路器作为保护装置，其核心部件是一个脱扣装置，它利用某些物理效应，通过电磁元件等机械结构来控制电路的通断。比如当发生短路或过载时，线路电流变大，发热量加剧，双金属片变形到一定程度后推动开关机构动作。这种断路器的一大缺点是开关动作时间受电流大小影响，电流越大，动作时间越短。与国内相比，欧美等国家在智能电器方面的研究起步较早，用电安全保护相关的产品也比较先进，目

6、前大多使用一种智能电弧断路器。这种智能断路器综合了计算机技术、微电子技术、传感器技术等先进技术，使用微处理器作为“大脑”，复杂的传感器和电子电路代替电磁式脱扣装置，实现断路器的保护功能[1]。　　从电磁式断路器和智能断路器的基本原理来看，无论是利用物理效应还是传感器技术，都是基于对线路中大电流的检测。这种检测方法过于简单，检测功能过于单一，有很大的局限性[2]。目前看来，主要存在以下不足：　　⑴对整条线路的总电流进行检测，无法准确定位故障来源；　　⑵导致电弧的原因很多，有些情况产生的电弧（如大功率电器突然断开）并不会有安全隐患，难免会引起误判；　　⑶用电检测功能单一，无法同时检测室

7、内环境，无法远程监控。　　针对目前国内外市场上用电安全检测产品存在的不足，研究设计了一种集用电安全监测和环境安全监测于一体的室内安全监测智能终端。使用基于负载电流波形的数学分析方法，可以准确地对线路中不同用电器、不同电弧进行区分。　　1功能介绍　　针对室内用电安全、环境安全的监测需求和当前市场上相关产品的不足，室内安全监测智能终端设计功能如下：　　⑴对室内接入线路的电流波形进行实时采样，通过智能算法计算电流波形参数，识别接入用电器种类。　　⑵实时监测线路电流波动，对可