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2017年全国大学生电子设计竞赛试题 单相用电器分析监测装置（K 题） 【本科组】
一、任务
设计并制作一个可根据电源线的电参数信息分析用电器类别和工作状态 的装置。该装置具有学习和分析监测两种工作模式。在学习模式下，测试并 存储各单件电器在各种状态下用于识别电器及其工作状态的特征参量；在分析监测模式下，实时指示用电器的类别和工作状态。
二、要求
1、基本要求
图 1 分析监测装置示意图
（1）电器电流范围 0.005A – 10.0A，可包括但不限于以下电器：LED 灯、节 能灯、USB 充电器（带负载）、无线路由器、机顶盒、电风扇、热水壶。
（2）可识别的电器工作状态总数不低于 7，电流不大于 50mA 的工作状态数 不低于 5，同时显示所有可识别电器的工作状态。自定可识别的电器种 类,包括一件最小电流电器和一件电流大于 8A 的电器，并完成其学习过 程。
（3）实时指示用电器的工作状态并显示电源线上的电特征参数，响应时间不 大于 2s。特征参量包括电流和其他参量，自定义其他特征参量的种类、 性质，数量自定。电器的种类及其工作状态、参量种类可用序号表示。
（4）随机增减用电器或改变使用状态，能实时指示用电器的类别和状态。
（5）用电阻自制一件可识别的最小电流电器。
2、发挥部分
（1）具有学习功能。清除作品存储的所有特征参数，重新测试并存储指定电 器的特征参数。一种电器一种工作状态的学习时间不大于 1 分钟。
（2）随机增减用电器或改变使用状态，能实时指示用电器的类别和状态。
（3）提高识别电流相同，其他特性不同的电器的能力和大、小电流电器共用 时识别小电流电器的能力。
（4）装置在监测模式下的工作电流不大于 15mA，可以选用无线传输到便携 终端上显示的方式，显示终端可为任何符合竞赛要求的通用或专用的便 携设备，便携显示终端功耗不计入装置的功耗。
（5）其他
三、说明
图中 A 点和 B 点预留装置电流和用电器电流测量插入接口。测试基本要求的 电器自带，并安全连接电源插头。具有多种工作状态的要带多件，以便所有工作 状态同时出现。最小电流电器序号为 1；序号 1-5 电器电流不大于 50mA；最大电 流电器序号为 7，可由赛区提供（例如 1800W 热水壶）。交作品之前完成学习过 程，赛区测试时直接演示基本要求的功能。
四、评分意见
设计报告
| 项 目 | 主要内容
| 满分
| 系统方案
| 比较与选择，方案描述
| 2 | 理论分析与计算
| 检测电路设计
特征参量设计和实验，筛选
| 7
| 电路与程序设计
| 电路设计与程序设计
| 7 | 测试结果
| 测试数据完整性，测试结果分析
| 2 | 设计报告结构及规范性
| 摘要，设计报告正文的结构
图表的规范性
| 2 | 合计
| 20 |
说明：设计报告正文中应包括系统总体框图、电路原理图、主要流程框图、主要
的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附录给出。
2017年全国大学生电子设计竞赛所有题目详见：
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