0 引言
近年来我国高校公寓管理不断商业化、市场化，但是调研发现目前大部分高校公寓电费收费采用宿舍内学生均分的现象，改变公寓的电费收费不合理的现状已经成为一种社会的发展趋势。另外，虽然部分高校公寓已经安装了计费系统，但这些系统存在着体积庞大、计费准确度不高、维护困难等弊端[1]，因此，也需要对目前的计费系统进行升级和改造。该方案以高校学生公寓为研究对象，从高校公寓房间的实际出发，研制了具有身分识别功能的电能监控系统，该系统能有效克服目前各种电量计量所存在的不足之处，采用在房间内计量，精度高、功能全，并能够实现按个人的使用量收费的需求，也便于组成监控系统，使电量计量向人性化、智能化的方向发展。
1 系统总体设计
系统的基本框架设计如图1所示。
图1 系统的基本框架
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图1系统的基本框架
该系统分为四层结构，由监控机、CAN-USB转换卡、中继器、电能计量装置组成。电能计量装置是系统的核心，在每个学生宿舍中安装1台，负责用电量的计量，另外有过电流报警与断电、预付费不足报警、欠费断电等功能；该装置利用CAN总线信号将所用电量、过电流等信息传送至监控机[2]。
2 硬件设计
2.1电量计量装置设计
2.1.1硬件总体设计
电能计量装置主要由微控制器基本电路、智能开关电路、电力参数采集电路、CAN接口电路等组成。硬件结构框图如图2所示。
图2具有身分识别功能的电量计量装置结构框图
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该装置对宿舍内的N个使用者进行独立的用电量计量。该宿舍内成员通过非接触式射频卡进行身份识别后，对应于该用户的插座就进行供电（通过控制继电器通断实现），然后就可以使用。通过电流和电压互感器分别进行电流和电压信号的变换，通过调理电路和A/D转换后，微处理器把转换的结果进行相应的处理计算出用电量。
值得注意的是，由于存在多个用户共同照明的问题，提出了公共电作为第N+1个用户收费的解决方案，解决了学生公寓内的公共电的问题，与自己的利益挂钩，使得学生自觉的节约用电。另一方面，若长时间不用，通过检测该支路电流，进行自动断电。
