基于ATT7037AU的新型自适应智能用电控制终端设计

温度系数小等优点;L—IN接火线，作为系统参考地电压;1K电阻与33nF电容并联到地，共同组成低通滤波器，阻止电网中的高频信号进入芯片内部，用来减少对芯片内部DSP处理模块电路的干扰，锰铜电阻两端产生的稳定的微弱电压通过VIP、V1N进入芯片内部。

电压采样电路图3所示，经过串联电路电阻分压后的小信号电压通过电阻和电容网络中的V3P、V3N通道进入芯片内部。

2.3 电源电路

在普通的智能控电器中，因为系统简单，控制功率小于2 000 W，因此大多所使用小功率交流继电器控制，整个系统功耗较低，因此使用了阻容降压电路来提供系统电源，但是由于继电器是通电保持性器件，工作过程就会消耗能量，另外大功率的继电器阻容降压电源提供的功率不够。这里选用磁保持型继电器，12 V的开关电源模块，同时满足大功率电流通断和节能需要。

2.4 磁保持继电器驱动电路

智能用电管理终端的重要任务是通断电控制，前面一经选用了交流60 A的磁保持继电器BST-902，该继电器通过给控制引脚施加不同的电平信号来接通或者断开开关，因此其驱动电路需要在两个端口能够提供高低电平，具体驱动电路如图4所示。

2.5 其他电路

作为一个管理终端，需要对用电信息进行存储，虽然ATT7037AU芯片内部自带存储，但是因为它是先整页擦除，然后写的操作，并且擦写次数比较有限，因此比较适合存储非频繁操作的数据，如控制器地址，控制器计量校正参数等的存储，对于电参数的计量数值这里选用了AT24C02作为存储器。

另外，管理终端还要完成485通信和无线抄表的功能，并同时能够通过显示屏显示用户信息、电参数信息、电器类型、通断电信息、警告信息等主要信息，还可以显示时间、温度、备份电池电压等。

485通信电路，支持简单协议的485通信操作，如电量的读取，系统参数的设置，数据处理指令等，红外收发电路提高数据读取及控制的效率和安全性。

3 自适应智能用电控制终端软件设计

自适应控制终端要能够独立完成对用电终端电器的用电控制，必须要能根据当前以及历史用电信息识别用电器的类型，根据用电器的类型和电量信息判断是否允许使用，进

而进行相应的开关控制，以达到对用电端的电能计量、节能和安全的目的。

3.1 自适应识别原理介绍

自适应控制终端的自适应是有限自适应，即对标准的已知用电器的自适应以及对特定非通用设备的自适应。通过对已有电器的功率特性进行采样建立样本数据模型库，从而实现在正常工作的工程中依据数据库中的数据模型对电器进行识别，进而达到控制的目的。功率特性主要包括有功功率的范围和其随时间变化的趋势。

3.2 软件样本数据库的建立

生活中常见的电器主要分为：阻性、感性、非线性、还有混合型设备。对于阻性设备电器，属于线性设备，但是恶性负载(大功率阻性负载)多，如热得快、电水壶等，所以是最危险的用电设备，需要重点关注，但其模型比较简单，因为其工作过程中电压、电流相位一致，设备功率比较稳定。对于感性设备，如电风扇等，功率稳定而适中，模型库也较简单。对于非线性设备，有稳定工作的设备如电脑等，其特点是工作波形不规则。对于混合型设备，如空调，其工作状态有多个，而且状态多变，状态功率不等，功率变化多样，也是关注的重点和识别的难点。因此，依据各类电器的特性，可以将数据库中的电器分为功率稳定和功率不稳定两类。

3.3 电器工作数据模型的建立

这里以功率多变的空调为例，说明数据模型建立的过程。将智能管理终端的红蓝两根220 V引线通过插头接入插座，将红绿两线接到某型壁挂空调的电源线端，建立工作电路，终端即上电工作，按下自适应采集控制按键，终端通过485总线将实时采集到的功率数据传输到计算机记录，并绘制波形，启动空调为制热模式，空调工作整个过程的有功功率一时间有效曲线如图5所示，其中纵轴单位为W，横轴为S。可以看出空调启动后，首先维持了约16 s的1 W功率，然后功率开始上升，到第21 s稳定下来，一直到第31 s都保持在679.9 W，之后开始上升，到第71 s时功率达到最大值1917 W，在第71至481 s区间，功率基本稳定在1 800 W左右，波动在±150 W以内，从第482 s开始从明显下降，到516 s降至964 W，然后功率开始在964 w至1 164 w之间按照先增后减的过程呈现有规律的周期性震荡，周期为约170 s，震荡持续12个周期，之后关闭空调，空调功率很快下降到0W。

图5所示过程体现了空调制热的一般过程，可以看出其中有4个关键点，在这些点的两边都产生了较大的功率变化，因此依据这些关键点在它们之间取最大、最小值的加权平均，可以建立