单相远程费控智能电能表设计

论文摘要

作为电能计量专用工具的电能表,关系着广大电力用户的切身利益。在我国大部分地区,广泛使用的是传统的是感应式机械表,只具备单一的电能计量功能,采用传统的人工抄表方式,不具备远程控制和分时计量的功能。针对传统电能表在功能方面的不足,本文通过采用模块化的设计方法,对单相远程费控智能电能表系统的硬件电路设计、软件各功能模块的系统流程进行了研究。本文的主要工作如下:⒈选用高精度电能专用计量芯片ATT7053A和高性能的微控制器78K0527A,对主控电路和计量模块进行了设计;⒉采用模块化的设计方法,对系统硬件部分各其他功能模块进行了分析和研究;⒊针对电能表系统功能,给出了相关软件流程;⒋给出了相关实验结果。通过对单相费控智能电能表硬件电路和软件流程方面的设计,实现了单相费控智能电能表的基本功能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.1.1 传统的电能表以及用电模式的弊端
• 1.1.2 智能电能表的概念及其特点
• 1.2 智能电表的研究现状及趋势
• 1.2.1 电表分类
• 1.2.2 抄表方式
• 1.3 单相费控智能电能表的工作原理及其功能
• 1.3.1 单相费控智能电能表的工作原理
• 1.3.2 单相费控智能电能表的功能
• 1.4 课题研究的主要内容
• 第2章 电能计量的基本原理和芯片选择
• 2.1 功率理论中基本电参数的定义及计算
• 2.1.1 瞬时功率
• 2.1.2 有功功率、无功功率与视在功率
• 2.2 电能计量中的功率计算及流程
• 2.3 电能专用计量芯片
• 2.3.1 典型的模拟乘法器原理电能专用计量芯片
• 2.3.2 典型的数字乘法器原理电能专用计量芯片
• 第3章 系统硬件
• 3.1 单相费控智能电能表系统的总体结构
• 3.2 微控制器78K0527A
• 3.3 信号采样模块电路
• 3.4 电能专用计量芯片的选择与计量模块
• 3.4.1 计量芯片ATT7053A 性能特征
• 3.4.2 计量芯片ATT7053A 的引脚
• 3.4.3 ATT7053A 的工作原理
• 3.4.4 ATT7053A 主要模块
• 3.4.5 电能计量模块电路
• 3.5 时钟模块电路
• 3.5.1 RX8025T 的特点
• 3.5.2 RX8025T 的操作模式
• 3.5.3 时钟芯片引脚及其外围电路
• 3.5.4 I2C 总线通讯方式
• 3.6 电源模块
• 3.7 存储器模块
• 3.8 LCD 显示模块
• 3.9 红外通信模块
• 3.9.1 国网相关规范
• 3.9.2 红外通讯部分电路
• 3.10 RS485 通讯模块
• 3.10.1 国网相关规范
• 3.10.2 RS485 通信模块
• 3.10.3 RS485 通信部分电路
• 3.11 ESAM 安全模块
• 3.11.1 国网相关规范
• 3.11.2 系统ESAM 安全模块部分电路
• 3.12 信号输出模块电路
• 3.12.1 国网规范
• 3.12.2 信号输出部分电路
• 3.13 载波模块
• 3.13.1 国网规范
• 3.13.2 载波模块部分电路
• 3.14 继电器控制模块
• 第4章 系统软件
• 4.1 系统主程序
• 4.2 系统初始化程序
• 4.3 电能数据计量和处理模块程序
• 4.4 实时时钟的读写程序
• 4.5 数据存储模块程序
• 4.6 系统通信模块程序
• 第5章 系统的电磁兼容性及电表实物图
• 5.1 智能电表的干扰来源
• 5.2 系统的电磁兼容性设计
• 5.3 智能电表的实物图
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢