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1、智能电表电能检测系统智能电表电能检测系统电表主要显示的是人们每天用多少电。如今,家家户户根本上都已经装备了一种带转盘的挪动电表,只能在转盘上显示总用电量。假如你需要查上个月的平均用电量,只能从一份电费单上进展计算。如今已经是挪动信息时代,这种计算方式明显已经完全跟不上互联网社会的潮流。近年来，社会普遍关注低碳、绿色经济和可持续进展。在这一创新理念的推动下，智能电表将成为社会的潮流。智能电表在传统电表的根底上增加了自动化和智能化功能，从而进一步进步了电网的效率，进步了供电牢靠性、电能质量，改善了用户的效劳，从而更好地适应电力市场。智能电网是当前全球电力领域讨论和讨论的热点问题。智能电表是智能电网
2、中最重要的环节。它支持网格信息、自动化和交互的实现。微处理器系统是智能仪表最重要的一个核心检测元器件。它可以实时存储大量的微处理器检测数据,并对所存储的检测数据的精确性进展了分析、推断和数据处理。本系统设计以单片机STC89C52为沟通功率微处理器,v9881d为沟通功率的测量和计算掌握芯片,LCD1602为液晶显示掌握芯片，实现了LCD实时显示当前的沟通电压、电流、电压和功率。按键可以自动设置当前的电压、电流、电压和功率的上限,当任意一个测量值的电压超标那么单片时机蜂鸣器发出报警提示断电。1 引言1.1 智能电表的概念智能仪表系统是现代科学信息技术走向时代的新技术产品,它的特点是可以对仪表进
3、展准确的测量和数据处理,因此智能仪表测量处理单元和智能仪表数据处理传感器单元是其重要的组成局部。在智能电表数据处理系统中,它使用法者可以通过各种智能芯片设备进展对电能的实时测量、计算和数据存储,具有实时的监测和自动掌握等多种功能。与其他传统便携式电能表相比。计量功能是新一代智能便携式电表最根本的自动掌握功能,它本身就是一种电子电表，可以通过端口与外部时钟进展通信。微处理器通常是智能仪表最重要的一个核心掌握器件。假如没有它,智能仪表就会变得无法实时存储、分析、推断和处理大量的测量和数据。智能仪表通常需要具有自动的数据采集和检测、强大的测量数据处理、数据的转换和自动调零功能,可通过操作面板用于人机
4、通信和显示设备。本次设计的智能电表主要采纳微机和通信两种技术。为了降低能耗，在芯片上实现了数据采集和数据处理功能，节约了本钱和人力资源，增加了工作。效率可以满足现代消费者的需求。1.2 智能电表的进展背景目前,智能计量电表主要类型可以再细分为智能感应式、电子式和智能型,我国已经进展是一个大型商用电能计量表的研发生产大国,我国企业生产的各类电能表目前已经接近或根本可以到达兴旺国家的产品质量技术程度。我国的电能表可以很好地满足不同的地区、不同进展国家的电能市场需求,同时也在国内具有着很大的价格优势。因此,我国的各类电能表在国内和全球各大的市场上都已经具有很好的市场竞争力。随着世界和我国太阳能电网的
5、不断进展和智能化,对于电能表等自动化的电能计量装置的技术要求也越来越高。目前我国的电网技术与国外在电能计量科技程度方面的先进技术差距不是很大。其中最重要的组成局部,因此其进展前景相当乐观。与目前国外同类智能电表产品的进展相比,我国的智能电表技术具有很大的完善、标准、分类的用电单价和负荷掌握功能，高于其他国家。它能更好地满足我国电网现代化和智能化建立的需要。目前,我国的电力效劳用户数量很大的增长。据2009年统计,截至年底,国家电网公司效劳信息系统共累计记录了电力效劳用户2.3亿户。我国拥有10.4亿的人口,如此浩大的电力用户人口数量,在整个全国范围内推广用法智能电表好像不是一件简单的简单事情。
6、它不仅推广用法需要宏大的财力和资金,而且需要大量的人力、物力和大量的时间精力来讨论和施行。同时,智能电表的功能多样,数据清楚地显示智能电表种类繁多,可以为广阔用户和消费者供应更多的智能用电产品和效劳。但是,更换智能电表也同样需要广阔用户的支持和同意、考虑和包涵，所以用户也需要对电表的智能化有肯定的理解，所以我们要发动社会各界进展有效的宣扬。自国家电网公司正式出台一系列的智能电网管理体制改革方案以来,电表及相关的产业和技术与智能化、自动化智能电网产业的融合进展正进一步面临着前所未有的机遇和前景。在将来我国智能电表产业进展的前景和趋势可以大致分为以下几个主要的方面：1模块化这样,智能电表的用法和维
7、护就特别便利了。即使它只是一个不懂的机器人也依旧可以对它智能电表进展简洁的用法维护和日常修理,只要它明确留意到了用电的平安,而且是平安牢靠的2智能仪表的多样化它们还可以通过用法多功能的掌握元件系统来自动调整和掌握我们的智能家居。例如,我们的用户可以通过掌握用法空调的大型家庭用电量和设备在电费相对廉价的阶段启动；3实时计算机掌握用户可以通过计算机掌握智能电表的某些功能，实现对电表下全部电器的能量掌握。1.3 智能电表的构造从智能电表的介绍中不难看出，智能电表由软件和硬件两局部组成。我们也可以说它是一个小型化的专用计算机系统。硬件的局部主要由人机交互微处理器、信号的输入和输出存放器通道、标准人机通
8、信输出端口、人机交换输出通道和外围通信电路局部组成。其中信号的输入和输出存放器通道主要通过单片机模拟信号和标准数字信号与外界计算机交换传输数据。信号输入存放器和输出通道主要组成局部包括单片机传感器电路元件、数模转换器、调理信号转换器电路局部和标准数模信号转换器。这局部组成的微处理器及其外围通信电路主要被广泛地用于存储数据和开发应用程序,并能对标准和单片机传感器中的人机交互数据信号进展肯定的掌握操作和数据处理。该硬件局部主要由单片机数据输入存放器和应用程序执行存放器以及信号输入存放器和输出通信端口和外围电路局部组成。软件局部包括。顾名思义,人机交互信号输出通道系统是一种实现人与电脑和机器互相进展
9、信息沟通的重要通道。它通常由数字键盘局部、数字拨号局部、打印机局部和数字显示局部组成。标准通信接口明显是用来与计算机通信的端口。这些端口便于计算机有效地掌握被掌握设备。在智能计算机电表中,监控的程序和通信端口的管理监控程序可以挺直构成监控软件的两个局部。其中,接口管理监控程序主要广泛应用于通信接口。它的功能和作用主要是通过接收和处理分析各种程序掌握的代码,主要是包括各种系统运行掌握方式的程序掌握的代码、各种功能的程序掌握的代码、各种工作掌握参数的程序掌握的代码等,同时,还包括各种监控装置的实时显示工作参数状态和不同测量数据的处理结果将通过通信接口的输动身送到计算机仪表局部,从而实时响应监控计算
10、机的各种远程掌握系统的指令。实时监控的程序主要可以是操作计算机键盘上的监控模块和实时显示键盘模块。它用法户可以为计算机设置一个按键的位置和功能,并实时存储一个相应的计算机工作存放器参数和相应的工作状态形式。它用法户可以通过计算机的i/o端口对计算机的数据存放器进展实时采样和存放器的设置。包括数据类型等工作参数,也可以是通过计算机相应的远程掌握指令对计算机数据存放器和端口中的测量数据和工作状态参数进展不同的数据分析和处理。最终,当对数据的处理完成后,可以以各种仪表的形式实时显示数据分析和处理结果。1.4 智能电表的主要特点与机械式仪表相比，智能仪表具有以下特点：1高精度的测量:智能仪表测量系统可
11、以有效地利用对单片机测量指令的快速执行和特别耗时的数模转换,对待测数据的平均值进展屡次的测量,测量过程中数据的大小取决于平均值,从而削减和排除一些偶尔误差和一些不必要确实定干扰。它还甚至可以通过微处理器的单片机滤波指令对其进展数字滤波,消退一些随机误差和较大的误差。同时利用这些测量方法可以大大进步仪表测量的精度;2间接测量积分是完全没有任何可能的:智能仪表管理系统硬件中的各种类型微处理器以及软件等都可以挺直通过各种编程设计语言挺直进展各种仪表形式的挺直计算,通过对几种简单被间接测量的仪表数据类型进展挺直测量积分和和计算，可以得到一些可以测量的数据；3仪表可以自动进展校准。智能仪表可以在通电后自
12、动进展校正,在测量的过程中对系统信号进展了校正,削减了误差;4能自动纠错；5自定义诊断的力量:智能仪表本身具有自动故障的诊断和检测的功能。假如有故障失败,将启动自诊断的功能,您可以检查系统有什么问题；6可以进展冗杂的掌握；7通过程序可以敏捷地转变功能；8通信接口智能电表的通信接口通常都是c,d,gpib三个端口或串行通信端口,这些通信端口的构造和功能特点有助于通过智能电表对用户进展各种远程掌握。它们还可以便利地与各种计算机或其他不同的设备和仪器进展组合,从而依据不同设备和用户的不同用法需求自动检测出各种不同的测量数据,并通过系统的远程掌握接口来保证工作完成。2 总体设计方案2.1 设计功能要求
13、本次设计的电表最重要的是实现的功能有以下要求：1可实现单次沟通电能的测量；2电表参数：额定工作电压220V，额定电流5A，最大工作电流10A，最大显示总能量99999千瓦时3通过转换和计算，可以测量和转换功率、电压、电流的瞬时值和电压、电流的有效值，并显示在LCD1602液晶上。2.2 智能电表的总体方案设计本次设计制造的智能电表具有以下功能：1将单片机外部的测量数据输入存放电容器中来存储三个月交替日的总可用电能度,并通过数据存放器中的计算公式得出本月、上月和上月的三个交替日用的总电量,并通过LCD1602液晶显示相应的数值；2内部可对功率、电压、电流的瞬时值和电压、电流的有效值进展测量和转换
14、，并通过转换和计算显示在LCD1602液晶上；3它可以显示安装电表后的总用电量。本次设计制造的电能计量仪表主要由电流、电压互感器、电能计量芯片、LCD1602液晶显示模块、组合键盘、温度采集、蜂鸣器报警等组成。其构造如图2-1所示。下列图2-1显示，设计中的智能电表硬件掌握模块中的电压电流互感器可以将220伏电源线上的电压电流转换成能被电能计量芯片允许输入的电压电流范围。本次设计的智能仪表主要由测量计算电路模块、单片机、LCD1602液晶显示模块、继电器掌握、温度采集蜂鸣器报警、电掌握等源电路组成，如图2-2所示。图2-1 智能电表的设计概念图2-2 智能电表的硬件组成3 硬件局部的组成这次设
15、计的这款嵌入式智能电表管理硬件系统中它可以简洁地被划分为六个主要部件组成的元部件。它们由一个嵌入式驱动电能电流计量自动掌握电路模块、继电器电源自动掌握、lcd1602液晶数字显示自动掌握电路模块、蜂鸣器自动声音报警、电源自动掌握电路和一个高级微处理器掌握模块局部组成。智能量子电表本身事实上指的就是一个微型化的电子表和计算机的远程掌握和数据处理集成系统,它的主要构造组成和各个核心部件本身就是一个小型微处理器,也指的就是我们经常所说的一个处理器和一个单片机。为了可以更好地设计实现不同的工作原理和应用功能,智能仪表需要与不同的设备和单片机相结合。通常我们会用法简洁便利的芯片与单片机结合，这样可以降低
16、本钱，削减编程的费事。这次我们设计的这款智能电表主要是用法传感器将外部测量的信号转换成内部的电信号。本次设计采纳的v9881d芯片通过双差分传感器电路挺直采集外部电压、电流等测量信号,然后由传感器进展内部测量信号的调理,进步了模型的性能和质量,进步了信号的稳定性和抗干扰力量,最终经模数转换后,将信号通过数据系统传输到相应的单片机中并用于数据处理。这些模数转换步骤都可以在现有的v9881d芯片上进展完成,但是数据系统的模数转换主要依靠于可编程微处理器。在单片机中对信号进展了数据处理后,通过相应的可编程微处理器实现了存储数据信息或图像显示的执行。3.1 电压电流采样模块的设计在用电压和v9881d互感器测量输入电能的应用过程中,我们根本上都是用测量电压和输入电流的互感器来进展隔离和爱护电源线,因为
