[0024]3)为了节省空间，本发明的基于DSP的家庭智能用电控制终端采用直接电阻分压式的电压采集方式，并且运用了集成差分运算放大器代替传统的差分运算电路，从而减少了电路中的器件，相当于减少了信号测量电路中的噪声源，从而保证信号测量的高精度。此夕卜，传统电力计量设备通过集成计量芯片测量电量，这种方式受计量芯片功能的限制一般只能测量基本电量如电压、电流、功率、电能等而不能够实现灵活的谐波测量，而本发明的信号调理方式则可实现多种电量的测量。
【附图说明】
[0025]图1为本发明的基于DSP的家庭智能用电控制终端的整体结构示意图。
[0026]图2为图1基于DSP的家庭智能用电控制终端实现实例示意图。
[0027]图3为图2中电源转换模块电路图。
[0028]图4为图2中电压信号调理电路图。
【具体实施方式】
[0029]为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不限如此。
[0030]如图1、2所示，一种基于DSP的家庭智能用电控制终端，包括中央处理单元1、信息单元2、能量单元3、测量单元4和接口单元5 ；中央处理单元I分别与信息单元2、能量单元3和测量单元4连接;接口单元5分别与能量单元3和测量单元4连接；
[0031]中央处理单元I是以DSP为核心的控制器，优选TI公司的C2000系统数字信号处理器TMS320F28035芯片。该芯片具有最高60MHz的主频，片载64K内存以及16K缓存，可用于较大项目的开发；同时该芯片相对其他DSP芯片，具有体积小、功能外设齐全的特点，较为适合本发明的应用。中央处理单元I同时与信息单元2、能量单元3、测量单元4连接，用于协调控制各个单元的正常工作，同时响应各单元的服务请求。
[0032]接口单元5包括插头和插座；插头和插座通过火线、地线和零线三线连接;插头还与接线板连接;插座还与家电设备连接;接口单元5用于构建家庭墙壁插座或接线板，与家电设备的连接。
[0033]信息单元2包括wifi通信模块21和Flash存储模块22;Wifi通信模块21优选TI公司的工业级CC3200无线通信芯片集成通信模块。Wif i通信模块21通过异步串口的方式与中央处理单元I实现数据传输，Wifi通信模块21通过家庭路由器6分别与云端服务器7和用户移动终端APP8连接，利用wifi无线联网的方式与云端服务建立数据连接，其中通讯的协议是HTTP Alash存储模块22主要由AT25FS040芯片构成，Flash存储模块22与中央处理单元I连接，采用3线串口通信方式，具有4M的存储空间，主要用来存储本地的用户账户、路由器登陆以及选定时间段内用户用电数据等。
[0034]能量单元3包括开关模块31和电源转换模块32;开关模块31主要由继电器构成，并与接口单元5的火线串接，用于实现用电的通断控制、过载保护操作、限电控制等;开关模块31选择具有16A开断能力的HFE20-1-5-1HST-Ll继电器，该继电器具有体型小、功耗低的特点，有利于减少本发明的体积和功耗。电源转换模块32用于将接入的市电电压转换成适合所述基于DSP的家庭智能用电控制终端的直流电压，是整个终端的供电系统。
[0035]如图3所示。电源转换模块并联在接口单元5的火线L和零线N上，电源转换模块32包括自恢复保险丝R11、压敏电阻R12、交流-直流(AC/DC)转换模块P1、LC滤波电路;交流-直流转换模块Pl的两个接线口分别与接口单元5的火线L和零线N连接，交流-直流转换模块Pl与零线N连接的线路上串接自恢复保险丝Rll，火线L和零线N之间并接压敏电阻R12，压敏电阻Rl 2位于自恢复保险丝Rl I与流-直流转换模块Pl之间；交流-直流转换模块PI的两个出口与LC滤波电路并接;LC滤波电路包括第一滤波电容C7，第二滤波电容C8、第三滤波电容C9和滤波电感L2;第一滤波电容C7，第二滤波电容C8、第三滤波电容C9并接，并联的负端接地，并联的正端输出+5V电压，在第一滤波电容C7和第二滤波电容C8的正端之间串接滤波电感L2;其中自恢复保险丝Rll用于短路保护;压敏电阻R12用于过压保护;交流-直流转换模块Pl用于将交流的市电电压转换成5V直流电源;第一滤波电容C7，第二滤波电容C8、第三滤波电容C9、滤波电感L2—起构成LC滤波电路，将直流电压的纹波滤去。
[0036]测量单元4包括信号调理模块41和模数转换模块42;信号调理模块41由电压信号调理电路和电流信号调理电路构成，用于将大电压、大电流信号转换成小电压信号。模数转换模块42连接在信号调理模块41和中央处理单元I之间，用于将信号调理模块41输出的模拟信号转换成数字信号并传输到中央处理单元I进行数据分析。模数转换模块42主要由集成模数转换芯片MAX1321构成，该芯片是14位4通道ADC，具有+5V供电，±5V双极性输入、土16.5输入保护等特点，极大地简化了模数转换电路的设计。
[0037]为了更清晰信号调理模块的结构，下面以图4进行说明。如图4所示，电压信号调理电路包括:第一电阻分压电阻Rl、第二分压电阻R2、第一差分放大器Ul、第一比例电阻RGl、第一滤波电阻Rol、第一滤波电容Col、第一旁路滤波电容Cl和第三旁路滤波电容C3;第一比例电阻RGl的两端分别与第一差分放大器Ul的两个引脚连接;第一分压电阻Rl和第二分压电阻R2的一端分别火线L和零线N连接，另一端并联连接到第一差分放大器Ul，用于将大电压转换成小电压信号，第一分压电阻Rl和第二分压电阻R2分压的输出接入到差分放大器Ul，以实现小信号的放大;第一旁路滤波电容Cl和第三旁路滤波电容C3分别并联接到到第一差分放大器Ul的负、正电源端;第一滤波电阻Rol的一端与第一差分放大器Ul连接，另一端与第一滤波电容Col并接，并联端接电压信号调理电路的输出Uo，输出直接与模数转换模块42连接;第一滤波电阻Rol和第一滤波电容Col构成一个一阶RC低通滤波器，用于滤除电压信号调理输出的高次谐波;Uo表示电压信号调理电路的输出，该信号直接连接到模数转换模块42上。
[0038]电流信号调理电路包括检流电阻R3、第二差分放大器U2、第二比例电阻RG2、第二滤波电阻Ro2、第二滤波电容Co2、第二旁路滤波电容C2和第四旁路滤波电容C4。检流电阻R3串接在零线N上，检流电阻R3两端分别通过接线与第二差分放大器U2两个接线端连接，将电流信号转换成小电压信号，并接入到差分放大器U2实现信号放大;第二比例电阻RG2的两端分别与第二差分放大器U2的两个引脚连接;第二旁路滤波电容C2和第四旁路滤波电容C4分别并联到第二差分放大器U2的负、正电源端;旁路电容用于滤除差分放大器的电源噪声。第二滤波电阻Ro2的一端与第二差分放大器U2连接，另一端与第二滤波电容Co2并接，并联端与压信号调理电路的输出连接，输出与模数转换模块42连接;第二滤波电阻Ro2和第二滤波电容Co2构成一个一阶RC低通滤波器，用于滤除电流信号调理输出的高次谐波。
[0039]中央处理单元I用于响应信息、能量、测量、优化单元等服务请求以及数据处理;信息单元2用于存储本地用户账号信息和用电数据，并与上层云端服务器进行通信，实现本地数据的上传以及接受电网发布的实时电价、用电政策等信息，同时还能够实现与安装在用户移动终端的APP进行信息交互;能量单元3用于实现对各类家用电器的能量管