一种适用智能电网中的新型智能电表设计

一种适用智能电网中的新型智能电表设计目前,智能电网为世界各国研究的对象,在这种背景下本课题为应对智能电网提出的种种技术要求,设计一种适用智能电网中的新型智能电表。

本课题首先对国内外智能电表的研究现状进行了分析,在此基础之上,提出了新型智能电表的总体设计方案:采用意法半导体公司的STM32F103VET6单片机作为主MCU,ADE 公司的专用计量芯片ADE7878作为为数据采集中心,来达到对采集的电能数据进行算法处理,以及按键、显示、外部接口的控制与管理工作。

该设计通过电流、电压互感器采样得到瞬时电压和电流,然后将其输入到专用计量芯片,利用芯片内部的计算功能可得各项电力参数,结果送MCU处理并显示出来,最后通过通信模块传输给上位机,实现电能质量监测和抄表功能。

新型智能电表设计分为硬件设计和软件设计两大部分,硬件设计部分的主控模块选用高性能低功耗微处理器STM32F103VET6单片机,DS1302芯片为实时时钟芯片,同时结合计量芯片ADE7878设计电网参数采集及处理电路,选用外加实时时钟、存储器、液晶、按键、电源、串行接口等器件完成了硬件电路的搭建,并通过RS-485通信数据传输单元电路,实现电能信息的及时存储和交互。

软件设计部分提出了模块化的设计思想,将新型智能电表具有的功能分为不同的模块,并对不同的模块进行编程,实现了新型智能电表实现电能质量监测和抄表功能所需要的流程设计,采用主程序和子程序即模块化编程形式,减少程序之间存在的冗余,增强了软件系统的可读性与维护性。

最后,通过实验对新型智能表进行系统调试,实验结果表明,在误差允许的范围内,本课题设计的新型智能表能够实现电能质量检测和抄表功能,对微处理器STM32与高精度计量芯片的进行组合是可行的,具有一定的实用价值。