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2017年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽試題 單相用電器分析監(jiān)測裝置（K 題） 【本科組】
一、任務(wù)
設(shè)計(jì)并制作一個可根據(jù)電源線的電參數(shù)信息分析用電器類別和工作狀態(tài) 的裝置。該裝置具有學(xué)習(xí)和分析監(jiān)測兩種工作模式。在學(xué)習(xí)模式下，測試并 存儲各單件電器在各種狀態(tài)下用于識別電器及其工作狀態(tài)的特征參量；在分析監(jiān)測模式下，實(shí)時指示用電器的類別和工作狀態(tài)。
二、要求
1、基本要求
圖 1 分析監(jiān)測裝置示意圖
（1）電器電流范圍 0.005A – 10.0A，可包括但不限于以下電器：LED 燈、節(jié) 能燈、USB 充電器（帶負(fù)載）、無線路由器、機(jī)頂盒、電風(fēng)扇、熱水壺。
（2）可識別的電器工作狀態(tài)總數(shù)不低于 7，電流不大于 50mA 的工作狀態(tài)數(shù) 不低于 5，同時顯示所有可識別電器的工作狀態(tài)。自定可識別的電器種 類,包括一件最小電流電器和一件電流大于 8A 的電器，并完成其學(xué)習(xí)過 程。
（3）實(shí)時指示用電器的工作狀態(tài)并顯示電源線上的電特征參數(shù)，響應(yīng)時間不 大于 2s。特征參量包括電流和其他參量，自定義其他特征參量的種類、 性質(zhì)，數(shù)量自定。電器的種類及其工作狀態(tài)、參量種類可用序號表示。
（4）隨機(jī)增減用電器或改變使用狀態(tài)，能實(shí)時指示用電器的類別和狀態(tài)。
（5）用電阻自制一件可識別的最小電流電器。
2、發(fā)揮部分
（1）具有學(xué)習(xí)功能。清除作品存儲的所有特征參數(shù)，重新測試并存儲指定電 器的特征參數(shù)。一種電器一種工作狀態(tài)的學(xué)習(xí)時間不大于 1 分鐘。
（2）隨機(jī)增減用電器或改變使用狀態(tài)，能實(shí)時指示用電器的類別和狀態(tài)。
（3）提高識別電流相同，其他特性不同的電器的能力和大、小電流電器共用 時識別小電流電器的能力。
（4）裝置在監(jiān)測模式下的工作電流不大于 15mA，可以選用無線傳輸?shù)奖銛y 終端上顯示的方式，顯示終端可為任何符合競賽要求的通用或?qū)Ｓ玫谋?攜設(shè)備，便攜顯示終端功耗不計(jì)入裝置的功耗。
（5）其他
三、說明
圖中 A 點(diǎn)和 B 點(diǎn)預(yù)留裝置電流和用電器電流測量插入接口。測試基本要求的 電器自帶，并安全連接電源插頭。具有多種工作狀態(tài)的要帶多件，以便所有工作 狀態(tài)同時出現(xiàn)。最小電流電器序號為 1；序號 1-5 電器電流不大于 50mA；最大電 流電器序號為 7，可由賽區(qū)提供（例如 1800W 熱水壺）。交作品之前完成學(xué)習(xí)過 程，賽區(qū)測試時直接演示基本要求的功能。
四、評分意見
設(shè)計(jì)報告
| 項(xiàng) 目 | 主要內(nèi)容
| 滿分
| 系統(tǒng)方案
| 比較與選擇，方案描述
| 2 | 理論分析與計(jì)算
| 檢測電路設(shè)計(jì)
特征參量設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，篩選
| 7
| 電路與程序設(shè)計(jì)
| 電路設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)
| 7 | 測試結(jié)果
| 測試數(shù)據(jù)完整性，測試結(jié)果分析
| 2 | 設(shè)計(jì)報告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性
| 摘要，設(shè)計(jì)報告正文的結(jié)構(gòu)
圖表的規(guī)范性
| 2 | 合計(jì)
| 20 |
說明：設(shè)計(jì)報告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、電路原理圖、主要流程框圖、主要
的測試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序和完整的測試結(jié)果用附錄給出。
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