用电安全论文提纲

论文题目：基于K最近邻算法高校宿舍安全用电监控系统研究

摘要：随着物联网技术的高速发展,用电设施的智能化水平也越来越高,对用电电器状态的监测与分析技术显得举足轻重。就目前而言,校园宿舍用电安全逐步成为提升高校学生宿舍管理水平的主要问题。本文针对校园宿舍用电安全问题设计并实现了一种高效的安全用电分析监控管理系统,通过采用电力线载波通讯技术,并结合专用电能计量芯片,构成系统前端信号采集处理平台,在此基础上设计了一个上位机显示监控界面,为学校的用电管理部门提供了一个智能化信息管理平台。本文主要工作内容和研究成果如下:（1）研究相关理论研究及应用,详细阐述了数据预处理方法随机森林的基本原理及流程,并概述了KNN时域识别算法的基本原理,通过分析比较各算法优缺点,确定了本文采用的识别算法。（2）从电力信息采集、报警执行和数据处理与传输三个方面阐述了下位机的整体硬件框架。首先,研究了前端电力信息的采集原理,报警执行机构的检测基本流程及采集数据的预处理。然后,详细阐述了硬件系统的各模块,并研究系统的数据接收、处理、保存以及传输过程。最后,将数据传输至上位机,完成电力载波模块的设计。（3）研究硬件系统各模块的子程序流程,并根据流程图编写各子程序代码,完成软件系统的设计。采用QT软件编程绘制界面,实时显示电力线载波通信传输的相关电信息,并在此基础上实现了通电、断电、定时等远程功能,最终实现上位机的设计。（4）最后进行电监测系统的测试与误差分析。分别测试系统各功能的实际效果,通过实测验证用电监控系统的实际性能以及KNN算法的高效性,并结合实验数据进行误差分析,验证了该系统的有效性以及实用性。

关键词：用电分析监控;KNN算法;Qt;电力线载波通信

学科专业：电子与通信工程（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 论文研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 文献综述

1.3 主要研究内容和论文结构

第2章 相关概念以及理论基础

2.1 概述

2.2 随机森林

2.2.1 改进粗糙集

2.2.2 数据预处理

2.3 识别算法的确认

2.4 基于KNN时域识别算法的原理及应用

2.4.1 KNN算法的基本原理

2.4.2 基于时域识别算法的应用

2.5 本章小结

第3章 系统硬件设计

3.1 概述

3.2 系统框架

3.3 电力信息采集

3.3.1 电流互感器

3.3.2 电压互感器

3.3.3 CS5463 模块

3.4 报警器模块和执行机构

3.4.1 烟雾报警

3.4.2 湿度报警

3.4.3 执行机构

3.5 数据处理与传输部分

3.5.1 主控制器

3.5.2 数据存储模块

3.5.3 电力线载波通信模块

3.5.4 下位机显示

3.6 本章小结

第4章 系统软件设计

4.1 概述

4.2 主程序设计

4.3 子程序设计

4.3.1 电能计量芯片驱动子程序

4.3.2 串口通信发送接收子程序

4.3.3 用电电器识别算法子程序

4.4 本章小结

第5章 上位机设计

5.1 Qt开发环境简介

5.2 上位机软件模型MVC架构

5.3 上位机设计与实现

第6章 系统测试与误差分析

6.1 系统测试

6.2 误差分析

第7章 总结与展望

7.1 工作总结

7.2 工作展望

参考文献

致谢