畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-智能電表的設(shè)計(jì)

河南工素大學(xué)2013屆畢業(yè)生畢業(yè)論文I摘要隨著科技的進(jìn)步，電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們生活水平的提高，電子式智能電表的出現(xiàn)勢不可擋。智能電表相對于傳統(tǒng)的機(jī)械式電表，具有精度更高，能夠?qū)崿F(xiàn)多費(fèi)率計(jì)費(fèi)，自動抄表，預(yù)付費(fèi)等功能，優(yōu)勢不言而喻。相比傳統(tǒng)電表需要電工去現(xiàn)場進(jìn)行抄表，智能電表能夠通過遠(yuǎn)程通訊進(jìn)行抄表，這樣就節(jié)省了大量的人力。同時，智能電表的多費(fèi)率計(jì)費(fèi)，能夠讓用戶在電能生產(chǎn)代價低的時候多用點(diǎn)。生產(chǎn)代價高的時候盡量節(jié)約用電。這樣能夠使發(fā)出的電能得到充分利用，有利于資源的節(jié)約。所以智能電表取代傳統(tǒng)電表是大勢所趨。智能電表具有數(shù)據(jù)保護(hù)功能，事件記錄功能(如編程次數(shù)，失壓次數(shù)等),遠(yuǎn)程抄表等一系列給基于集成電路而實(shí)現(xiàn)的功能。本文就一種簡單智能電表的設(shè)計(jì)做出描述，主要通過載波通訊，485通訊，GPRS通訊，等各個單元來實(shí)現(xiàn)電表的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)的顯示，報警，遠(yuǎn)程抄表使電表具有簡單的智能。本文通過對智能電表各個模塊進(jìn)行了簡單設(shè)計(jì)，做出基本原理圖。關(guān)鍵詞：智能電表485通信智能載波通信Title:ThedesignofthesmartmeterAbstractWiththeprogressofscienceandtechnology,thedevelopmentofelectronicindustryandtheimprovementofpeople'slivingstandard.Theemergenceofsmartmetinevitable.Respecttothetraditionalmechanicalmeters,Smartmetersishigherg,automaticmeterreading,prepaidfeefdataprotecting,eventloggingandautomaticmeterreadingbecauseoftheIC.paper,asimpledesignofsmartmeterswillbemadedescription.ItwillmakethtransferthoughGPRSand485Keywords:smartmeters485smartPowerLineCarrierI目次1前言 21.1智能電表的概念 21.2智能電表發(fā)展概況 21.3智能電表的結(jié)構(gòu) 31.4智能電表的主要特點(diǎn) 31.5智能電表研究的目的以及意義 32智能電表的簡單設(shè)計(jì)思路 52.1智能電表的硬件設(shè)計(jì)方法 52.2智能電表硬件設(shè)計(jì) 2.3智能電表的軟件設(shè)計(jì) 83智能電表各個模塊的設(shè)計(jì) 3.1通訊模塊功能描述及設(shè)計(jì) 3.2繼電器模塊功能描述 3.3繼電器模塊性能描述 3.4載波通訊部分電路及簡要工作原理 3.5紅外控制電路及原理分析 3.6計(jì)量模塊 3.7ESAM電路及原理分析 4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 5智能電表常見問題分析 5智能電表常見問題分析 5智能電表常見問題分析 參考文獻(xiàn) 21前言所謂智能電表就是就是基于單片機(jī)，集成電路使電表具有簡單的數(shù)據(jù)分許能力及其他功能。相對于傳統(tǒng)電表，智能電表是電子式的，通過對智能電表內(nèi)部單片機(jī)進(jìn)行編程，可以使智能電表按照程序去進(jìn)行簡單的操作，比如說，每天定時抄表，在程序中設(shè)定在每天的某個時刻，單片機(jī)讀取電表數(shù)據(jù)并做記錄。再通過GPRS模塊進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，這就使電表實(shí)現(xiàn)了無人自動抄表功能，也就有了簡單的智能。1.2智能電表發(fā)展概況目前，不但是中國，世界其他國家都在致力于發(fā)展智能電表。在各個國家的大型企業(yè)于國家電網(wǎng)關(guān)口基本都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電表的電子化，而這電子化的趨勢正在向居民區(qū)擴(kuò)散。在世界范圍內(nèi)，掀起了電網(wǎng)改造的浪潮，而實(shí)現(xiàn)電表的遠(yuǎn)程抄表，節(jié)約人力是各國發(fā)展智能電表的第一步，歐盟決定大比例提高其管轄范圍的的智能電表覆蓋率。而美國也決定增加其國內(nèi)智能電表的數(shù)量，并大力發(fā)展智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)在未來幾年里將成為世界的話題，世界各國紛紛宣布將大力發(fā)展智能電網(wǎng)，這樣就使得其他節(jié)能方法得到帶動發(fā)展，如風(fēng)能和太陽能。有力在世界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約。在中國，在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)將眼光投向了電子式電表。說明中國人民頗具慧眼。在國內(nèi)，智能電表也在飛速發(fā)展，我國近年來在進(jìn)行智能電網(wǎng)的改造，那么智能電表的研究當(dāng)然必不可免的進(jìn)入了國家的眼中。我們可以從資料中了解到，國家電網(wǎng)對于智能電表的每年招標(biāo)數(shù)量在逐年遞增。國家通過建立智能電表生產(chǎn)基地或者收購已有的電表生產(chǎn)企業(yè)來達(dá)到滿足其日益增加的智能電表的目的。而國家也頒布了有關(guān)支持智能電表發(fā)展的文件，這就更加說明國家對于智能電表產(chǎn)業(yè)的關(guān)注。所以說，可以預(yù)見，在將來很長的一段時間內(nèi)，智能電表將是電表行業(yè)發(fā)展重點(diǎn)。31.3智能電表的結(jié)構(gòu)智能電表其實(shí)就是一臺簡單的微型處理器。它主要有硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)組合而成。其中硬件主要有電源板，邏輯板，液晶顯示器板構(gòu)成。其中電源板的作用就是通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)對電壓信號進(jìn)行取樣，還有就是通過變壓器及整流電路為邏輯板提供直流工作電源。而邏輯板，就是為芯片內(nèi)部程序的實(shí)現(xiàn)提供硬件條件。它其實(shí)就是一個通道，經(jīng)過取樣的電流或者電壓信號，通過邏輯板的電路輸入計(jì)量芯片。液晶顯示板就相對而言比較簡單，芯片中經(jīng)過計(jì)算得到的數(shù)據(jù)，通過電信號傳達(dá)出來，液晶顯示電路得到電信號后，在液晶顯示屏幕中將數(shù)據(jù)顯示出來，實(shí)現(xiàn)人們的讀取。1.4智能電表的主要特點(diǎn)1、量正向和反向電能，這樣人們不但能夠從電網(wǎng)上取電用，也可以把自己發(fā)的電用不完后返賣給電網(wǎng)。2、分時計(jì)量功能，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在一些地區(qū)已經(jīng)實(shí)行分時收費(fèi)，也就是在用電高峰期電價和用電低峰期電價是不同，分時計(jì)量能夠有利于人們節(jié)約用電。3、時段、費(fèi)率功能。4、抄表功能，智能電表能夠通過其自帶GPRS模塊與服務(wù)器進(jìn)行通訊，從而省去了傳統(tǒng)電表需要人員現(xiàn)場抄表的麻煩。5、報警功能，當(dāng)認(rèn)為的打開電表后，電表會向服務(wù)器發(fā)出警告，有利于供電局對于偷電行為的監(jiān)控6、費(fèi)功能，現(xiàn)對于傳統(tǒng)電表，智能電表能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)付費(fèi)功能，能夠減少頻繁繳費(fèi)的麻煩，使購電用電更加方便。1.5智能電表研究的目的以及意義現(xiàn)在國家正在逐步推行智能電網(wǎng)，而智能電網(wǎng)的推行必須有智能電表與其搭配，從這方面講，智能電表的研究是必不可少的。同時，現(xiàn)在全球都面臨著資源短缺的尷尬局面，各國都在推出了節(jié)約資源的各種辦法，其中智能電網(wǎng)的推廣就是資源節(jié)約的一種辦法。利用智能電表進(jìn)行計(jì)量的智能電網(wǎng)，可以根據(jù)用電的高4峰或低谷進(jìn)行電價的收費(fèi)。眾所周知，在用電高峰時，發(fā)電所需成本是要高于用電低谷的，有了智能電表，人們就可以根據(jù)用電高低峰來決定電量的使用情況，從而為國家節(jié)約資源。還有，傳統(tǒng)電表需要人工去抄表，這就需要大量的人工成本，智能電表采取遠(yuǎn)程抄表，這樣就節(jié)約了認(rèn)購成本。大量智能電表中還有自動報警功能，可以杜絕偷電行為的發(fā)生，從而打擊不法分子。而智能電表的預(yù)付費(fèi)功能也為人們的生活帶來巨大的方面。所以智能電表的研究是很有意義的。52智能電表的簡單設(shè)計(jì)思路2.1智能電表的硬件設(shè)計(jì)方法智能電表其實(shí)就是一個含有微處理器和微控制器的簡單微機(jī)，既然是“智能電表”我們也可以把智能電表看作一個人。微處理器或者控制器就是智能電表的心臟，要想構(gòu)成一個完整的人，僅僅只有心臟是不行的。作為人類必須的口耳是不能少的，這就像智能電表的通信端口，通過通信端口連接通信模塊就可以實(shí)現(xiàn)信息的收發(fā)。而人們將看到的東西通過眼睛顯現(xiàn)，智能電表則需要顯示裝置，通過顯示裝置來顯示微處理器處理過的數(shù)據(jù)。人們需要儲存營養(yǎng)，那么智能電表就需要儲存數(shù)據(jù)，故而RAM和ROM也是必須的。有些東西人體不能直接消化吸收，需要胃來消化，而對于智能電表來說，有些數(shù)據(jù)不能夠被微處理器直接分析，那么就需要A/D和D/A轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變成微處理器能夠理解的形式。人們通過手來觸摸感知東西，智能電表則需要傳感器來傳達(dá)。人們出現(xiàn)了什么問題會以生病的形式表現(xiàn)出來，在生病之前機(jī)體就會發(fā)出報警，所以智能電表也需要一個報警裝置，不過智能電表的報警裝置不是來表現(xiàn)自身問題的，而是防止竊電行為的發(fā)生。當(dāng)有人試圖打開電表蓋篡改數(shù)據(jù)或者干一些其他違法勾當(dāng)時，智能電表就會向中央處理器發(fā)出警告。這樣一來，智能電表才能夠像人一樣，實(shí)現(xiàn)簡單的智能。6被測量參量傳感器調(diào)理轉(zhuǎn)換微處理器D/驅(qū)動器報警裝置圖2-1智能電能表硬件原理圖2.2智能電表硬件設(shè)計(jì)2.2.1微處理器或者微控制器眾所周知，微處理器或者微控制器是任何智能器物的核心，因?yàn)槿魏螙|西想要具有最基本的智能，那么他必須去運(yùn)算一些數(shù)據(jù)或者儲存一些數(shù)據(jù)。那么微處理器就是必不可少的了。微處理器就是一臺小型計(jì)算機(jī)，他能后把得到的數(shù)據(jù)按照內(nèi)部設(shè)計(jì)程序的要求進(jìn)行計(jì)算和處理。根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)功能的不同，微處理器的選擇也不同，這樣才能發(fā)揮未處理的最大功能。本文選擇的基本都是現(xiàn)在較為流行的芯片。2.2.2傳感器傳感器是將外界輸入的被測量信號轉(zhuǎn)變成電信號的元器件或者裝置。在智能電表中其占及其重要的作用。傳感器的工作原理本文不做詳解，但是我們知道，智能電表肯定是要測量電的，傳感器就是將得到的信息的能量形式轉(zhuǎn)變成電信號。這主要是因?yàn)殡娦盘栂啾绕渌盘柖愿菀走M(jìn)行操作。72.2.3光耦光耦是以光為媒介傳輸電信號的器件，光耦是單項(xiàng)傳輸信號的。它的輸出端與輸入端是相互隔離的，而且是電氣隔離，這樣就避免了輸出信號對輸入信號的影響，使其工作更加穩(wěn)定，而且其使用范圍極廣，能夠構(gòu)成各種邏輯電路，關(guān)鍵是它的傳輸效率還高。其主要有光敏三極管和發(fā)光二極管構(gòu)成。當(dāng)發(fā)光二極管電路導(dǎo)通時，發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管感光后電阻減小也導(dǎo)通。2.2.4A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬信號轉(zhuǎn)換成微處理器能夠處理的數(shù)字信號，而A/D轉(zhuǎn)換器的使用是有要求的，它必須根據(jù)輸入通道的總誤差來決定使用A/D轉(zhuǎn)換器的類型，因?yàn)椴煌腁/D轉(zhuǎn)化器其精度與分辨率是不同的。選擇正確的A/D轉(zhuǎn)化器才能保證電表的實(shí)時性。而D/A轉(zhuǎn)換器是將離線的控制信號轉(zhuǎn)換成離散的模擬信號。這是實(shí)現(xiàn)智能所必須的。同樣D/A轉(zhuǎn)換器芯片的選擇也是很重要的。這樣在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器時才能實(shí)現(xiàn)接口方面，電路的簡單，價格低廉的要求。2.2.5智能電表的通信接口的選擇(RS-485和RS-232)智能電表，通信接口是必須的。因?yàn)樽鳛橹悄茈姳淼囊淮蠊δ?，?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信是必須的。在國際上現(xiàn)在流行的通信接口是RS-485,所以在智能電表行業(yè)，多說485通信。RS-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2—6)V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(2—6)V表示。相對于早些時候較為流行的RS-232,RS-485在接口信號所需電平降低了，這樣以來能夠更好地保護(hù)接口電路芯片。且RS-485D的電平與TTL電平能夠?qū)崿F(xiàn)兼容，這樣與TTL電路的連接就不是問題了。RS-485的數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)10Mbps。RS-485將差分接收器和平衡驅(qū)動器進(jìn)行了有機(jī)有效的結(jié)合，增強(qiáng)了其抗干擾性。相對于RS-232,RS-485實(shí)際可達(dá)3000米的傳輸距離更加具有優(yōu)勢。另外RS-232接口在總線上只允許連接1個收發(fā)器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達(dá)128個收發(fā)器。即具有多站能力，這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。82.3智能電表的軟件設(shè)計(jì)在硬件設(shè)計(jì)完成情況下，開始設(shè)計(jì)軟件流程圖。因?yàn)殡姳淼墓δ苤饕寇浖?shí)現(xiàn)。軟件來實(shí)現(xiàn)信號的處理計(jì)算等。首先要確定電表是否上電，也就是電表是否被安裝。在確定已上電的情況下，進(jìn)行系統(tǒng)的初始化，將電表出廠時自帶數(shù)據(jù)去除。然后進(jìn)行系統(tǒng)測試，看系統(tǒng)是否正常工作。如果系統(tǒng)正常則進(jìn)入下一步。這就是簡單的準(zhǔn)備程序。然后就是電表上的按鍵，掃描電表按鍵是否被按下，確定被按下則確定是按下哪個鍵，然后調(diào)用該鍵對應(yīng)子程序。然后進(jìn)行命令狀態(tài)查詢，受到命令后實(shí)行系統(tǒng)控制程序。這就是智能電表的基本程序框架。9上電復(fù)位上電復(fù)位復(fù)位轉(zhuǎn)移初始化系統(tǒng)測試正常?等待轉(zhuǎn)移提示符顯示鍵掃描散轉(zhuǎn)循環(huán)轉(zhuǎn)移#01鍵功能程序功能程序功能程序命令狀態(tài)查詢系統(tǒng)控制程序條件控制轉(zhuǎn)移鍵按下?圖2-2智能電能表的典型結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備程序鍵功能程序ddct3智能電表各個模塊的設(shè)計(jì)3.1通訊模塊功能描述及設(shè)計(jì)MAX3085EESA芯片介紹：信系統(tǒng)的收發(fā)芯片，包含一個發(fā)送器和一個接收器。MXA3085傳輸和接受的數(shù)據(jù)傳輸率可高達(dá)2.5Mbps,為半雙工型。另外，MAX3085有驅(qū)動使能和接受使能管腳，當(dāng)關(guān)閉時，驅(qū)動和接受輸出為高阻。2持bOO在上述電路中，為了實(shí)現(xiàn)零延遲，所以收發(fā)使能端不是由程序來控制的，而是有硬件來實(shí)現(xiàn)，這就需要兩個光耦。同時程序要保證采用半雙工的方式來傳送數(shù)據(jù)，也就是說接受和發(fā)送不是同時進(jìn)行的。-200mV<UA-UB<+200mV時，輸出不確定。電阻R6、R7分別為A、B線上的上拉下拉電阻，通過這兩個電阻使得當(dāng)-200mV<UA-UB<+200mV時，輸出邏輯1。所以這兩個電阻又被稱為失效保護(hù)電阻(偏置電阻)。當(dāng)接收器輸入端開路、短路或總線浮空(總線上所有驅(qū)動器輸出為高阻時)均能起到保護(hù)作用。雙二極管V1、V2起到電壓鉗位作用，使得電壓范圍在-0.7V到5.7V之間，在允許范圍之內(nèi)(接收器的共模輸入電壓范圍是-7V到+12V),同時可以減小共模干擾。通過瞬變抑制器TVS1的穩(wěn)壓作用可以消除線路的浪涌干擾，工作更可靠。熱敏電阻F1可以防止用戶誤操作時將強(qiáng)電施加于A、B端，從而保護(hù)轉(zhuǎn)換電路不被損壞。光耦U1、U2的光電隔離作用隔離了外界干擾，以防止干擾直接進(jìn)入主芯片，同時也提高了系統(tǒng)可靠行。電阻R8和電容C1的延時作用使得硬件控制發(fā)送時更可靠。3.2繼電器模塊功能描述以輸入的兩個控制信號通過“磁保持繼電器驅(qū)動電路模塊”來驅(qū)動磁保持繼電器實(shí)現(xiàn)通、斷控制。OO00繼電器模塊原理分析在空閑狀態(tài)，JK_on=JK_off=0,三極管Q3、Q4無輸入信號而截止，Q1、Q2無驅(qū)動信號同時截止；輸入繼電器合閘信號“JK_on=1,JK_off=0”后，Q3導(dǎo)通，Q1獲得驅(qū)動信號同時導(dǎo)通，Q4、Q2無驅(qū)動信號截止，J1輸出1+2-的驅(qū)動電壓；輸入繼電器拉閘信號“JKon=0,JKoff=1”后，Q4導(dǎo)通，Q2獲得驅(qū)3.3繼電器模塊性能描述選用了低壓降、高放大倍數(shù)的驅(qū)動三極管，最大限度的降低了功率管的損耗，提高了輸出電壓。由于采用了單級驅(qū)動，要求驅(qū)動輸入信號要有一定的高電平電流驅(qū)動能力。輸出電流較小，一般應(yīng)小于200mA。輸入信號應(yīng)有較強(qiáng)的高電平驅(qū)動能力(大于3mA)。無電壓輸出(1+2+)JKon=1,JKoff=0J1輸出1+2-3.4載波通訊部分電路及簡要工作原理載波通訊就是在供電同時進(jìn)行電力使用情況的信號傳輸，主要采用兩種電力線載波技術(shù)：窄帶技術(shù)和擴(kuò)頻技術(shù)。窄帶技術(shù)：模擬的FM(調(diào)頻)、數(shù)字的FSK;擴(kuò)頻技術(shù)：直接序列擴(kuò)頻DS、調(diào)頻FH。電力線載波通信所需要的直接序列擴(kuò)頻調(diào)制電路已經(jīng)在PL3105芯片內(nèi)部集成，外圍的配置電路主要包括功率放大電路、濾波整形電路、諧振電路、二次濾波電路。1、濾波整形電路由于放大后的信號Q波形含有豐富的諧波成分，為減少對電網(wǎng)的諧波污染需要進(jìn)行濾波整形。電感L2、電容C15完成整形濾波后，再通過耦合線圈T1耦合到低壓電力線上，雙向二極管D9起保護(hù)作用。2、載波發(fā)送電路圖3-3載波發(fā)送電路2、濾波整形電路由于放大后的信號Q波形含有豐富的諧波成分，為減少對電網(wǎng)的諧波污染需要進(jìn)行濾波整形。電感L2、電容C15完成整形濾波后，再通過耦合線圈T1耦合到低壓電力線上，雙向二極管D9起保護(hù)作用。3、載波接收電路圖3-4載波接收電路如圖3載波接收電路，R11在接受本地強(qiáng)發(fā)射信號時可以有效地吸收衰減。電感L1、電容C10組成并聯(lián)諧振回路，諧振以中心頻率為120KHZ進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成對有效信號的帶通濾波，良好的選頻回路可以有效地提高載波的接受你靈敏度。將接收到的信二極管D2、D3的作用是號電位鉗制在±0.7V。接收信號經(jīng)過電容C12后引入到芯片內(nèi)部進(jìn)行混頻處理，SIGIN載波接受信號被內(nèi)部上拉后平移到2.5V±0.7V,以利于后續(xù)處理。3.5紅外控制電路及原理分析紅外控制電路實(shí)現(xiàn)的是對電表的遠(yuǎn)程控制，通過遠(yuǎn)程可以抄讀電表的各種數(shù)據(jù)，一般有發(fā)射電路和接收電路兩部分組成。圖3-10紅外控制模塊HM238R是一個微型的接收紅外遙控的控制系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是非?？煽浚词乖诟蓴_環(huán)境中也能防止不受控制的脈沖的輸出。在現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于紅外遙控系統(tǒng)。紅外發(fā)射回路是通過主CPU發(fā)出命令輸出38KHZ的脈沖信號，電平信號的變化促使LED紅外發(fā)射管導(dǎo)通并發(fā)射紅外信號，相當(dāng)于對TXD-IFR信號進(jìn)行38KHZ的脈沖調(diào)制；而如上圖的接受回路，主要由紅外接收管內(nèi)部的電路來完成。當(dāng)接收到的紅外信號是38K時，V34138通過接收電路，在RXD-IFR紅外信號接收處輸出低電平，并將信號傳送到CPU,友CPU處理并完成執(zhí)行命令。否則的話，不執(zhí)行紅外接收命令。3.6計(jì)量模塊計(jì)量系統(tǒng)通過電流互感器與采樣電阻完成電流信號的取樣，將電壓取樣信號與電流采樣信號都以電壓信號送入計(jì)量芯片(電流采樣部分有一些小電阻，把電流轉(zhuǎn)換為電壓)。通過對采樣值的積分和軟件濾波運(yùn)算獲得電壓、電流值，通過對采樣值的乘積運(yùn)算獲得對應(yīng)的瞬時功率，然后通過對瞬時功率的積分，得到一段時間內(nèi)的能量。CPU對能量進(jìn)行累加并以脈沖信號輸出。CSG550計(jì)量模塊CSG550計(jì)量模塊功能描述CSG550是一顆高精度的單相電能專用計(jì)量芯片，適用于單相兩線制和單相三線制系統(tǒng)，其內(nèi)部集成了3路獨(dú)立的二階Z-△架構(gòu)的16位ADC,可同時采樣一路電壓、兩路電流，測量功率、有效值、功率因數(shù)和頻率等電參數(shù)。本模塊主要實(shí)現(xiàn)了對單相交流電能進(jìn)行精確計(jì)量，并能通過SPI通信接口輸出功率、有效值、功率因數(shù)和頻率等電參數(shù)。IK的壹tu圖3-6電壓及電流采樣電路電壓與電流采樣在能量的測量中，需要使用電壓互感器和電流互感器將電力線相互隔離，這樣以來就能減少電力線上交流信號對于輸入通道信號的干擾。電壓互感器具有高精度和低阻抗的特性。同時，它具有很小的延遲在高次諧波的情況下。3.7ESAM電路及原理分析vsSPGMvssC63RSTFUNECLKVPP87659圖3-22ESAM電路模塊在電網(wǎng)的售電系統(tǒng)中，ESAM在智能電表中主要扮演者保護(hù)者的功能，在有數(shù)據(jù)需要抄讀或者發(fā)出，重要數(shù)據(jù)的儲存時，都必須經(jīng)過ESAM模塊的安全認(rèn)可。它就像運(yùn)輸部門的安檢。只有遠(yuǎn)程主站和電表中的ESAM模塊確定了數(shù)據(jù)和密鑰的安全性后才能進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。其中，ESAM重要有電網(wǎng)運(yùn)行管理方負(fù)責(zé)，這樣有力于運(yùn)營商對于用電安全的監(jiān)控。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)智能電表的設(shè)計(jì)中，軟件與硬件同樣重要，如果說硬件是人類的軀體，那么軟件就是人類的大腦。要想實(shí)現(xiàn)真正的智能，軟件時必不可少的。硬件電路只有在軟件在的指導(dǎo)下才能發(fā)揮它應(yīng)有的作用。MCU初始化AB|硬件初始化軟件工作變量初始化各模塊初始化系統(tǒng)參數(shù)是否初始化NAYB初始化系統(tǒng)參數(shù)是否進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)自校正N系統(tǒng)參數(shù)自校正模塊主功能模塊Y圖4-1自校模塊流程圖系統(tǒng)初始化進(jìn)入測量模式芯片采樣計(jì)算存入相應(yīng)寄存器鍵盤控制讀取顯示液晶顯示鍵盤命令電能表鑒定模式Y(jié)采樣計(jì)算輸出脈沖電能表鑒定模式5智能電表常見問題分析電表黑屏的原因一般由以下幾種情況引起：電壓線斷了或者未焊接，變壓器壞了，5v電壓接地，主芯片未燒寫程序，液晶驅(qū)動芯片與主芯片數(shù)據(jù)線不通。2、紅外通訊失敗紅外接收或者發(fā)送電路有漏焊或者連錫，紅外發(fā)射二極管焊反，三極管損壞，紅外接收管連錫或者損壞。3、插卡失敗卡座上的線焊錯位置，卡座金屬片接觸不好，卡座線路有不通的地方。在智能電表中，計(jì)量模塊是其最基本功能，要做到計(jì)量的準(zhǔn)確性。而GPRS功能則是其必要附加功能，智能電表的主要目的之一就是要節(jié)省人力抄表成本。所以在設(shè)計(jì)中，選用移動SIM卡來完成這樣功能，在移動通信已經(jīng)較為完善的今天，利用移動通信技術(shù)來解決遠(yuǎn)程抄表已不是難題。當(dāng)然要注意電表周圍移動信號的覆蓋情況，不然會因?yàn)樾盘柌缓枚鴮?dǎo)致電表在遠(yuǎn)程系統(tǒng)中的掉線情況，或者在線但數(shù)據(jù)難以抄回。同時也證實(shí)，紅外通信技術(shù)在智能電表中的實(shí)現(xiàn)也已經(jīng)比較成熟，利用手握式掌機(jī)，在電表附近利用紅外通信進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置或者查詢。同時，因?yàn)槲壹磳氖码姳淼木S修工作，所以我對智能電表的未來發(fā)展充滿期待?？梢韵胂笤诓贿h(yuǎn)的將來，智能電網(wǎng)將覆蓋全國，人們的生活用電也智能化，那么不但為人們