基于ADE7755的新型智能電表的研究與設(shè)計

報告人：蔡志威學(xué)號：2011080911

基于ADE7755的新型智能電表的研究與設(shè)計報告內(nèi)容1.研究背景2.

系統(tǒng)總體設(shè)計3.模塊化硬件設(shè)計4.分層軟件設(shè)計5.調(diào)試與總結(jié)2１.研究背景它隨著現(xiàn)代電子技術(shù)、智能儀表技術(shù)的不斷發(fā)展，市場需求和技術(shù)的不斷成熟，支持高精度、多功能、低功耗等特點的電表，被廣泛用于電力測量領(lǐng)域。設(shè)計一種功能強大、成本低廉的智能電表不僅有利于提高居民的節(jié)電意識，解決電力資源緊缺的矛盾，而且具有很強的研究價值和實用價值，對促進節(jié)能減排與環(huán)保具有重大意義。32.總體設(shè)計MCU+RTOS主控模塊EEPROMRS485通訊模塊電能采集模塊LCD顯示模塊42.1傳統(tǒng)電能采集原理

傳統(tǒng)的電能測量方法是利用感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流產(chǎn)生交變磁通，驅(qū)動鋁盤轉(zhuǎn)動計數(shù)，從而達到計量的目的。

總的原理可以用公式表示：式中u(t)、i(t)、p(t)分別是瞬時電壓、瞬時電流、瞬時功率值。

而數(shù)字化電表的測量方法是在一定采樣周期內(nèi)對采樣值求均方根運算。52.2離散電能采集原理從而得到電流有效值Irms,和電壓有效值Vrms,表達式如下：其中，Ki和Kv分別為電流增益和電壓增益，N為采樣頻率。根據(jù)香農(nóng)采樣定理，N必須大于或等于2倍的工頻頻率(50HZ)。62.2離散電能采集原理在一定采樣中期內(nèi)，將瞬時采樣值相乘累加，再除以采樣次數(shù)，得到有功功率為：其中，Kp為有功功率增益。

功率因素：

E=脈沖個數(shù)/計電常數(shù)K（K=1600imP/KWH）73.硬件設(shè)計硬件部分采用模塊化設(shè)計，以高精度的電能計量芯片ADE7755為測量前端，它將電功率轉(zhuǎn)化為脈沖頻率，并輸給CPU進行處理。同時CPU計算出有功功率，功率因素等參量顯示在LCD上，同時也可以通過RS485總線實現(xiàn)遠程抄表，以ST公司最新推出的STM32F103為控制核心，并首次移植了開源的實時操作系統(tǒng)μCOS-II,使得系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)定性得到提高！8

3.1電能采集電路設(shè)計電子式電能表是基于電功率測量技術(shù)、采用電子乘法器代替電磁感應(yīng)設(shè)備實現(xiàn)功率運算的新型電能計量儀表。脈沖輸出9ADE7755是美國ADI公司最新設(shè)計高精度電能計量芯片。它主用于單相電表系統(tǒng)，其技術(shù)指標超過了IEC1036規(guī)定的準確度要求。它只在ADC和基準電路中使用了模擬電路，其他的信號處理都由數(shù)字電路完成，這使得在惡劣的環(huán)境下仍然可以保持極高的準確度和長時間的穩(wěn)定性。3.2ADE7755工作原理10