本系统需要实现以下功能：

图1-1 学生公寓智能用电管理系统结构图

用户管理：主要负责管理使用本系统的用户的权限问题。例如：登录管理、登录密码管理以及用户的信息管理。

用电管理：主要负责记录以及统计用户的用电情况。例如：过电压管理、过功率管理等。

查询：主要负责用户对各自用电信息的查询。例如：剩余电量查询、用电报表查询等。

恶性负载：主要负责在设定的总功率范围内自动智能识别大功率电器并且能够限制大功率电器的使用。

本系统主要分为硬件和软件两部分，其中单片机采用的是AT89C51系列芯片，主要对电量计量和恶性负载进行识别进行方案设计，完成硬件和软件的认识并进行设计。

2系统设计

2.1单片机系统方案的分析

单片机在许多领域得到广泛的应用，因为其自身具有可靠性高、便于扩展、控制功能强、低电压低功耗、体积小、集成度高、性价比高、成本低等优势。本系统以单片机为核心，加上一些外围电路以及软件，实现电量计量以及恶性负载识别等功能。来!自~751论-文|网www.751com.cn

本系统的设计思想是利用专用的电能计量芯片对系统功率进行测试，并且用单片机对系统功率进行实时监控和处理，如果一段时间内的功率平均值超过设定值时，会控制继电器断开电路；等待人工处理之后，会重新接通电路，继续对用户进行供电。

2.1.1 设计有功功率测量方案及论证

对于交流功率，有：

其中瞬时功率            （2.2.4）

其中有功功率  

                                                         （2.2.5)                                         

其中无功功率                                   （2.2.6）

其中视在功率                                        （2.2.7）

所以                                          （2.2.8）

有功功率测量方案分感应式电能测量和电子式测量功率。

在这里主要论述一下电子有功功率测量方案：

方案一：用四象限模拟乘法器。功率 ，所以可以用模拟乘法器测量功率。设 ， ， ， 是负载， 经过RC滤波器 后，其平均值 代表有功功率。 

如下图2-1所示，这种方法是用纯模拟器件进行处理的，它的特点是成本高，受其它因素的干扰较大，并且其处理精度不容易做高。