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1、电子信息工程毕业设计（论文）I本 科 毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目 基于单相 IC 卡智能电表的设计与实现院（系部） 专业名称 年级班级 学生姓名 指导教师 2010 年 04 月 10 日电子信息工程毕业设计（论文）IIIC 卡智能电表设计摘要：电表是我国电工仪表行业中产量最大的产品，随着高新技术尤其是电子信息技术的快速发展，电子式、多功能、高精度、多费率、自动抄表等产品的优势突显，且已经逐步成为电表发展的主流。 6智能电表具有数据的保护，报警功能，断电的显示，负荷的控制，防窃电功能，远程抄表系统等功能，从计量到数据处理都采用以集成电路为核心的电子器件，从而取消了电表上长期使用的机械部
2、件，随着智能化电表的发展，将最终取代传统电表在用户中的实用。本文主要应用 IC 卡单元，89C51 单片机，LED 显示器等各个单元来完成费率的计算，数据的显示，报警，使电表实现智能化。关键词：电能表 智能电表 智能化电子信息工程毕业设计（论文）IIIDesign on IC card Intelligent Electric MeterAbstract：The electrical energy meter is in our country electrician measuring appliance profession the output biggest product, alon
3、g with the high technology and new technology electronic information technologys fast development, the electronic formula, multi-purpose, the high accuracy, the multi-tariffs, copies product and so on table superiority to underline automatically particularly, and already gradually became the electri
4、cal energy table development the mainstream. The intelligent electric instrument has the data protection, the warning function, the power failure demonstration, the load control, against steals the electric work energy, long-distance copies functions and so on table system, uses take the integrated
5、circuit from the measurement to the data processing as the core electronic device, thus has cancelled on the electric instrument the long-term use mechanical part, along with the intellectualized electric instruments development, will substitute for traditional electric instrument in user practical
6、finally. In this dissert the IC card unit, the 89C51 monolithic integrated circuit and LED monitor are used and so on each unit completes the data with the transmission, the data demonstration, the warning, causes the electric instrument to realize the intellectualization. Keywords: electrical energ
7、y meter; intelligence electrometer；Intellectualization 电子信息工程毕业设计（论文）IV目 录一、绪 论11.1 概述11.2 智能电表的发展及现状11.3 电表的工作原理21.4 智能电表的发展趋势21.5 研究方法31.6 研究措施、步骤3二、智能电表硬件设52.1 IC 卡系统52.2 电表费率系统72.3 LED 显示器82.4 显示控制方式82.5 表盘读数模块82.6 单片机选择82.7 单片机主要功能112.8 监控电路设计15三、智能电表的软件设计163.1 IC 卡系统程序163.2 电量检测程序173.3 显示控制程序1
8、7 四、智能电表使用问题与解决19电子信息工程毕业设计（论文）V4.1 寿命问题194.2 预付费电度表卡口防攻击及继电器问题194.3 电价变动和电价结构调整而带来抢购电问题204.4 电表自动停电不符合电力法的要求204.5 一户一表抄收管理的三种模式比较214.6 预付费电度表的市场前景23五、总结24六、参考文献25七、致谢26八、附录 1.127 附录 1.228附录 1.330附录 1.431电子信息工程毕业设计（论文）11. 绪 论1.1 概述电表是我国电工仪表行业中产量最大的产品。近几年，国家连续出台的多项与电表行业发展相关的政策以及房地产产业的迅速发展，为电表需求的上升及保持
9、行业发展的相对稳定起到了一定的保障作用。 随着高新技术尤其是电子信息技术的快速发展，电子式、多功能、高精度、多费率、自动抄表等产品的优势突显，且已经逐步成为电能表发展的主流，在未来几年里，这种趋势将更加明显。城乡电网改造，使电工仪器仪表行业步入了快速发展的轨道，同时也为行业企业提供了一个科技创新的平台，电工仪器仪表生产企业抓住机遇，通过对国外先进技术的兼收并蓄，并高标准、高起点自主开发了一系列高技术产品。因此研究本课题具有重要的实用意义。 11.2 智能电表的发展及现状1880年电表诞生。19世纪末感应系电表的制造理论就已基本形成。后来，为适应工业化和电能管理现代化发展的需求，电子式电表应运而
10、生。最初的电子式电表仍基于感应系测量机构，只是表盘的旋转变成了电脉冲；随后出现了基于各种乘法器原理的电子式电表。电管理现代化需要访问多种信息并要求决策与电价器具之间能双向通信。数字乘法器型电子式电能表扩展功能方便，适合与配电自动化系统集成，将成为电子式电表的主要发展方向。 9经过多年的发展，电力已经成为国家最重要能源之一，并逐步满足了工业用电和居民用电需求，解决了电力能源的供需矛盾。同时，电子技术、计算机技术和网络技术的发展，给供电部门和用电部门、居委会或物业管理部门在供用电管理的规范化、自动化和收费网络化方面提供了可能。在电表改造或研制方面，出现了磁卡式电表、电卡式电表、IC卡电表、全电子电
11、表、带有通信接口的电表等多种类型的表计。在抄表方式上，使用远程自动抄表系统，解决了传统手工抄表方法存在的速度慢、可靠性差、自动化程度低等问题。 11经过几年的实际应用，收到了较好的效果，已成为我国用电管理的主流。电子信息工程毕业设计（论文）21.3 电表的工作原理 (1)机械电表基本原理 传统电表指感应式的机械电表(简称感应表或机械表)，它利用的是电磁感应原理，主要由电压线圈、电流线圈、铝盘、永久磁铁、计度器等器件构成。其工作原理为：根据电磁感应原理，电表通电时，在电流线圈和电压线圈产生电磁场，在铝盘上形成转动力矩，通过传动齿轮带动计度器计数，电流电压越大，转矩越大，计数越快，用电越多。铝盘的
12、转动力矩与负载的有功功率成正比。电表常数，指计量每单位电能值（度或千瓦小时）时对应铝盘转过的圈数，单位是转/千瓦小时。 (2)电子电表基本原理 电子式电表是利用电子电路/芯片来测量电能；用分压电阻或电压互感器将电压信号变成可用于电子测量的小信号，用分流器或电流互感器将电流信号变成可用于电子测量的小信号，利用专用的电能测量芯片将变换好的电压、电流信号进行模拟或数字乘法，并对电能进行累计，然后输出频率与电能成正比的脉冲信号；脉冲信号驱动步进马达带动机械计度器显示，或送微计算机处理后进行数码显示。 91.4 智能电表的发展趋势智能化电表，大体上可分为两种类型：带有微处理器的机电式和全电子式。机电式借
13、用原感应式电表的机芯，通过光电传感器读取转盘转数来测量用户的用电量，如磁卡式电表、电卡式电表、IC卡电表等；而全电子式电表则采用电压电流隔离方式，进行AD转换，将采样值相乘并累计计算用户的用电量。机电式智能电表成本较低，主要用于单相电表，适合于居民用户使用。全电子式电表主要用于三相电计费，针对企业应用。为了实现远程自动抄表，应选择配有通信接口的智能电表，通常有RS485、RS232、CAN总线收发器或红外等几种接口形式。 1通信方式远程自动抄表系统的核心是利用计算机网络与通信技术，通过双绞线、电话线、电力线、无线电或红外线等通信方式，自动统计各个用户的用电量，并送传到远程监控中心，实现抄表自动化。电话线方式，电力线载波方式电力线载波(PowerLineCarrier
