单相智能电能表设计

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宽频单相智能电能表的设计

第２２卷第１期
Ｖ＿０１．２２
电子设计工程
ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｓｉｇｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
２０１４年１月
Ｊａｎ．２０１４
ＮＯ．１
宽频单相智能电能表的设计
王丽娟
（郑州华信学院河南郑州４５１１００）
ＷＡＮＧＬｉ－ｊｕａｎ
（ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＨｕａｘｉｎＣｏｌｌｅｇｅ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５１１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｅｌｅｃｔｒｉｃｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｈａｓｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｄａｔａｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ａｌａｒｍｓｅｔｔｉｎｇｓ，ｐｏｗｅｒｆａｉｌｕｒｅｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ，ｌｏａｄｃｏｎｔｒｏｌ，ａｎｔｉ — ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ — ｓｔｅａｌｉｎｇ，ｒｅｍｏｔｅｍｅｔｅｒ — ｒｅａｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ，ａｕｔｏｍａｔｉｃｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ，ａｕｔｏｄｉａｇｎｏｓｉｓ，ｃｏｍｐｌｅｘｃｏｎｔｒｏｌ，ａｎｄｓｏｏｎｔａｂｌｅｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｋｅｔｈｅｏｒｄｉｎａｒｙｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙｍｅｔｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｏｆｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＡＴＭＥＧＡ１６ＳＣＭ，ａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｔｈａｔｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｒａｔｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｄａｔａｄｉｓｐｌａｙ，ａｌａｒｍ，ｒｅｍｏｔｅｍｅｔｅｒ

单相智能电表设计方案

单相智能电表设计方案首先，为了实现准确的电能计量，我们需要选用高精度的电能表芯。

这个芯片应该能够测量电流、电压和功率因数，并结合运算，实时计算出功率和电能的值。

我们可以选择一款集成度高、精度高、功耗低的芯片，比如TI的MSP430系列芯片。

此外，还应加入防止非法盗电的措施，例如使用高精度的电流互感器检测负载变化，当检测到异常的用电情况时，及时报警或停电。

其次，为了实现通信功能，我们可以选择无线通信和有线通信两种方式。

无线通信可以采用常见的蓝牙、Wi-Fi或NFC等协议，使得电表能够与用户的手机或电脑进行数据交互。

有线通信可以采用RS-485、以太网等方式，使得电表能够与电力公司的数据采集终端或用户的集中管理系统进行通信。

这样一来，电表就可以及时上传用电数据，电力公司或用户就可以远程实时监测用户的用电情况，并进行用电计费和管理。

另外，为了实现数据处理和显示功能，我们可以在电表内部集成一块处理器和显示屏。

处理器可以处理来自电表芯片的原始数据，并计算出有用的用电参数，比如电流、电压、功率、功率因数等。

它还可以将计算出的数据进行存储和处理，比如存储用电数据的历史记录、进行用电特征分析等。

显示屏可以显示当前的用电参数和历史数据，以及一些警告或提示信息，比如电量超标、功率过载等。

此外，还可以设计一个简单的操作界面，供用户设置一些用电限制或查询用电信息。

最后，为了提高电表的可靠性和安全性，我们可以在电表内加入一些保护设备和防护措施。

比如，可以加入过流保护、过压保护、欠压保护等电气保护设备，以防止因负载过大或电源波动而导致电表的损坏或误差。

此外，还可以加入密码锁、防篡改电路等防护措施，以阻止非法操作和数据篡改。

综上所述，单相智能电表的设计方案主要包括电能计量、通信、数据处理和显示等功能。

通过选择合适的芯片、通信方式、处理器和显示屏，加入保护装置和防护措施，可以设计出一款性能稳定、功能全面、安全可靠的单相智能电表。

基于90E46 SoC的单相智能电能表设计方案

功能的高精度实时时钟（ＲＴＣ）。在计
量动态范围５０００：１内，有功电能准确度优于０．１％，无功电能准确度优于Ｏ．２％，且只需要单点校准，实时时钟
误差小于４－０．５秒，天。
・
红外调制，ＵＡＲＴ３支持硬件
／
・
电参数测量：电压，电流有效
值、平均功率、频率、功率因数和相角的引用误差低于
０．５％
作温度范围内稳定不变。
实时时钟的整个补偿过程包括：晶体周围环境温度的采集，历史温度的比较，晶体误差的计算，补偿等几
・
５Ａ（或１０Ａ）电流下进行校表，同样可
系统外接单一３２７６８Ｈｚ晶体作
符合ＩＥＣ和ＡＮＳＩＣ标准要求，以保证整个电流范围内的计量准确度。为系统时钟源，这也作为ＲＴＣ的时钟可用于单相１级、２级有功电
基于９０Ｅ４６ＳｏＣ的单相智能电能表设计方案
■ ｌＤＴ公司
９０Ｅ４６是顺应智能电能表发展趋
９０Ｅ４６具有下列特性：
・３２位ＡＲＭＣｏｔｒｅｘＭ０内核，６ＫＢＲＡＭ，１２８ＫＢ闪存・４路独立ＵＡＲＴ，ＵＡＲＴ０支持
・
片内温度传感器在＿４０ｏｃ－＋８５ｏｃ
２０ｓ）和上下限阀值，进入低功耗状态后，芯片会自动进行周期性温度采样，当ＡＤＣ采样值超出上下阀值的范围时，会唤醒ＭＣＵ，由ＭＣＵ对ＲＴＣ进行温度补偿修正。

智能单相电度表设计

智能单相电度表设计【摘要】本文首先介绍了电量计量芯片ADE7753芯片的功能特点，并使用STC90C58单片机为控制核心，加载ADE7753、IC智能卡等，分析了设计预付费智能单相电度表的设计思路。

【关键词】单相电度表；智能；单片机；STC90C58；ADE77531.引言随着电子技术的发展，电度表已经由传统的感应式机械表，逐步被电子式电度表替代。

电子式电度表作为一种电能计量工具，在日常电度计量中等到了广泛的应用。

随着微电子技术的飞速发展，使得采用单片型微控制器和大规模集成型电量计量芯片设计的电度表日益普及，也使电能的计量的技术水平和性能得到长足的发展[1]。

用户对电能计量的要求也越来越高，不仅要求电能计量表性能稳定、计量准确，还要求能显示剩余电能值和已用电能值，使用户直观地了解电度表的工作状态以及用电负荷等信息；电力部门也要求做到低功耗、高质量和高可靠性，同时还要求其具有计费、掉电保护等功能[2]；还要求有多功能计量，如：有功功率、无功功率、功率因数、电流、电压等数据的测量。

2.系统总体设计本系统采用STC90C58型单片机作为核心控制器，克服电磁感应式电能表的计量不准确的精度问题，同时实现不同时段电量计量和不同电费计费方式；采用ADE7753电量计量芯片，实现具有有功功率、无功功率、功率因数、电流、电压等数据的测量；采用智能卡实现预付费计费方式，减少人工抄表的麻烦；系统自动判断所带负载的大小，当负载超过一定的量时，自动切断电源供电，实现过载保护功能，防止公寓供电过载引起火灾。

2.1 系统硬件设计2.1.1 ADE7753电量计量芯片简介[3]ADE7753是由美国ADI公司生产，是具有SPI接口的单相多功能电能计量芯片之一，为电能表生产厂家设计低成本多功能电能表提供了可能。

其主要特性如下：(1)提供有功、无功、视在电能的测量；电流和电压有效值测量。

(2)实时提供电流、电压、有功波形数据。

(3)提供电压信号过零点指示方波信号。

分体式单相智能电能表的原理及设计

分体式单相智能电能表的原理及设计今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种分体式单相智能电能表。

该专利由宜兴市森维电子有限公司申请，并于2017年8月15日获得授权公告。

内容说明本实用新型涉及一种分体式单相智能电能表。

发明背景科技的发展日新月异，供电领域的电能计量已由电子式的电能表取代了机械式的电能表。

单相电子式电能表也有从单一电能计量功能到多种功能的智能电表。

从安装的方式上来说，一户（单位）一表，有分散安装，为了便于供电部门抄表、维修和管理工作，通常来说都把一些用户电表集中在一只（或几只）配电箱中安装，电表的读数和显示，只能在打开配电箱后，进行观察和操作。

尤其是对于小区的居民用电，电表的配电箱通常放置于在底层楼道或地下配电室中，如果高层用户要了解与读取即时电量和其它配电参数，一定要跑到底层配电箱观察。

出于对配电箱的安全使用，供电部门都要在配电箱门上锁，用户读数、操控按键时带来很不方便。

发明内容本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种分体式单相智能电能表。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：本实用新型一种分体式单相智能电能表，其包括安装在配电箱中的计量检测模块和安装在用户房内的显示模块，所述计量检测模块和所述显示模块之间通过各自加密的载波通信连接。

进一步地，所述计量检测模块包括电压取样模块和电流取样模块，所述电压取样模块的输出端和电流取样模块的输出端均连接电能计量专用集成电路；所述电能计量专用集成电路连接微处理器，所述微处理器连接所述显示模块的数字显示电路和费控插卡口。

所述微处理器连接有数据存储单元、时钟单元、红外通信电路和RS-485通信接口。

所述微处理器通过载波通信电路与所述数字显示电路、操控按键和费控插卡口连接。

所述微处理器连接有监测和报警电路。

本实用新型提出一种分体式单相智能电能表，改变当前单相智能电能表给现有用户观察读。

基于R7F0C004的国网单相智能电能表的设计

２０１３年，国家电网公司发布了新的技术标准，对于过Ｉ２Ｃ总线写入到ＥＥＰＲＯＭ中。ＥＥＰＲＯＭ中除了保存
单相智能电能表提出了一些新的功能需求。本文就针对２００９版本的电能表标准以及２０１３年版本的电能表标准提出了新型的单相智能电能表的设计和实现。该电能表设计采用自带ＬＣＤ液晶驱的Ｒ７ＦＯＣ００４作为主控芯片，搭配其他可靠的外围器件。再结合可靠的软件设计，能完美的实现２０１３年版本的电能表的技术标准。１系统组成
其基本特性如下：１．６Ｖ～５．５Ｖ宽电压供电；运行环境温
度可以从（一４０～＋８０）℃ ；有主系统时钟，副系统时钟
以及用于低功耗模式内部低速振荡时钟；集成了电压检
测电路，方便做掉电数据存储；内置ｌ０位Ａ／Ｄ转换器，
计量模块采用高精度的计量芯片ＡＴ９０Ｅ２５来实现电压、电流的采样，经过一系列的计算把电量以脉冲方式通过光耦隔离传给单片机，其余的数据通过ＳＰＩ总线传给单片机。电压采样是经过高精度的电阻网络分压得到，电流采样是经过一个锰铜分流器得到。２．３电源模块
《计ｔ与测试技术》２０１６年第４３卷第２期
基于Ｒ７ＦＯＣ００４的国网单相智能电能表的设计
周顿卢文斌
（深圳市计量质量检测研究院，广东深圳５１８０００）

单相智能电能表型式规范

表4-1 工作温度范围表
规定的工作范围极限工作范围
-25℃～60℃ -40℃～70℃
储存和运输极限范围
-40℃～70℃
4.3 工作相对湿度不大于95%。
4.4 大气压力 63kPa～106.0kPa（海拔4000m及以下），特殊订货要求除外。
【条文解释】
参比温度为23C是要求做各项试验时温度为23C。在规定的工作范围内要求电能表能够正常计量、通信及记录事件、存储数据并能正常显示。
可按照相应的要求确定10ic卡卡口cpu卡射频卡均为插卡式11轮显按钮通过该按钮查询相应显示内容12编程按钮盖封印螺丝可铅封编程按钮13端子盖封印螺丝可铅封端子座防止用户触碰由安装人员加报警跳闸xxxxxx型单相本地费控智能电能表2009年单相本地费控智能电能表单相远程费控智能电能表第30报警跳闸xxxxxx型单相本地费控智能电能表载波2009年rxdtxd脉冲报警跳闸2009年xxxxxx型单相远程费控智能电能表序号名称解释说明条形码条形码结构尺寸及相关要求应符合qgdw2052008电流电压等参数电流电压常数等参数可根据相应的电能表要求变更表示为准确度等级
见附录A。
单相智能电能表型式规范
【条文】
6.2 编程开关
编程开关采用按压形式，并应能施加封印；具体结构及位置见附录。
【条文解释】
编程开关是配合编程操作的硬件防护设施，为更有效地利用空间，缩小电能表尺寸，编程开关采用按压触发形式，按压后按键能自动回位。编程开关设置在铭牌盖板的下方，不能通过按压铭牌盖板表面触及编程开关，铭牌盖板可以直接铅封，以防止非授权人的非法操作。编程开关通常采用圆形按键，按键中心相对凹陷以确保操作方便舒适。
在规定的工作范围外但在极限工作范围内要求电能表能够正常计量、通信及记录事件、存储数据，可暂时不显示，但回到规定的工作范围内1小时后应能正常显示。电能表在设计时应考虑满足气候环境影响试验的要求以及环境温度变化对电能表准确度的影响。

单相智能电表硬件电路设计

单相智能电表硬件电路设计单相智能电表硬件设计物理与电⼦信息学院电⽓⼯程及其⾃动化学号：指导教师：摘要：本⽂设计单相智能电表的硬件电路。

主要由CPU模块、电能计量模块和电压电流采样模块、显⽰模块、电源模块、时钟模块、存储模块、通讯模块组成。

电压电流采样模块采⽤分流器和精密电阻实现对市电的转换；电能计量模块采⽤ADE7755计量芯⽚实现对电流、电压的测量与转换；时钟模块采⽤DS12C887时钟芯⽚为系统提供时钟基准，存储模块采⽤AT24C04，显⽰模块⽤1602液晶，通信模块采⽤MAX485芯⽚，并利⽤AT89C52组成的CPU模块控制所有芯⽚的⼯作、测量、计算电能，送往显⽰模块和存储模块进⾏实时显⽰。

该电度表成本低、使⽤⽅便、安全可靠、具有⼴泛的应⽤前景。

关键词：智能电表;计量芯⽚;时钟芯⽚Hardware Design of Single-phase Smart Meter College of Physics and Electronic Information Electrical Engineering and Automation No: Tutor:Abstract: This article designs hardware electric circuit of the single-phase intelligent electric instrument. The intelligent ammeter is mainly composed of CPU module, electric energy metering module, the voltage and current sampling module, display module, power module, clock module, storage module, communication module. Voltage and current sampling module use shunt and precision resistor to realize the conversion of electricity. Electric energy metering module uses ADE7755 chip to realize measurement and conversion of the voltage and current. Clock module uses DS12C887 chip to provide the clock benchmark for the system. Memory module uses AT24C04. Display module uses 1602 liquid crystal. Communication module uses MAX485 chip. The system use the AT89C52 composed of CPU module to1control all the chips work, measuring, computing power, sent to the display module and storage module for real-time display. The meter is of low cost, easy to use, safe and reliable, with wide application prospect. Key words:Intelligent ammeter; metering chip; clock chip⽬录摘要 (1)1 引⾔ (4)1.1 电能表的发展历程 (4)1.2 本课题研究的主要内容 (6)2 系统设计 (6)2.1 系统⽅案论证 (6)2.1.1 电能计量系统⽅案设计 (6)2.1.2 其他模块的⽅案论证 (7)2.2 系统原理框图的确定 (8)3 电压、电流采样模块 (10)3.1 电能计量芯⽚简介 (10)3.1.1 ADE7755芯⽚结构 (10)3.1.2 ADE7755引脚排列及功能 (11)3.1.3 ADE7755⼯作原理 (12)3.2 电流、电压采样电路设计 (13)3.3 脉冲输出 (14)3.4 电能计量电路设计 (15)4 控制芯⽚、外围电路设计 (16)4.1 控制芯⽚ (16)4.1.1 AT89C52单⽚机介绍 (16)4.1.2 最⼩系统 (17)4.2 LCD显⽰模块 (18)4.2.1 引脚功能简介 (18)24.2.2 显⽰电路设计 (18)4.3 实时时钟 (19)4.3.1 时钟芯⽚简介 (19)4.3.2 引脚功能 (19)4.3.3 时钟电路设计 (21)4.4 其他电路设计 (22)4.4.1 电源模块 (22)4.4.2 存储模块 (22)4.4.3 IC卡接⼝ (23)4.4.4 通讯模块 (24)4.4.5 掉电检测 (25)4.4.6 磁保持继电器驱动 (26)5 结论 (28)参考⽂献 (28)附录1 智能电表原理图 (29)附录2 智能电表PCB图 (30)31引⾔随着市场经济体制的建⽴，电⼒已经作为⼀种商品⾛向市场，电⼒企业管理正转向商业化运⾏。

C语言单相智能电表课程设计

C语言单相智能电表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解C语言在单相智能电表编程中的应用，掌握相关数据类型、语法结构及编程技巧。

2. 学生能掌握单相智能电表的基本原理和功能，了解其硬件与软件的关联性。

3. 学生能运用C语言编写程序，实现单相智能电表的基本功能，如电量计算、数据显示等。

技能目标：1. 学生能运用C语言编程实现单相智能电表的数据处理和分析，提高问题解决能力。

2. 学生能通过课程学习，培养良好的编程习惯，提高代码编写效率。

3. 学生能运用所学知识，进行项目实践，具备一定的团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生对C语言编程产生兴趣，认识到编程在工程技术领域的重要性和广泛应用。

2. 学生通过课程学习，培养严谨的科学态度和积极的学习态度，增强自信心。

3. 学生能够关注智能电表在生活中的应用，认识到节能减排的重要性，提高环保意识。

本课程针对高年级学生，结合C语言编程和单相智能电表相关知识，旨在提高学生的编程技能和实际问题解决能力。

课程要求学生在理解基本原理的基础上，动手实践，培养团队协作精神。

通过课程目标的设定，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得全面发展。

二、教学内容1. C语言基础回顾：数据类型、运算符、控制结构、函数等基本概念。

2. 单相智能电表原理：介绍单相智能电表的工作原理、硬件组成、功能特点。

3. C语言编程实践：- 编程环境与工具的使用。

- 电量计算算法实现。

- 数据显示与存储方法。

- 异常处理与错误检测。

4. 项目实践：- 设计并实现一个简单的单相智能电表程序。

- 针对实际应用场景，优化程序功能。

- 团队协作，完成项目报告与展示。

5. 教学内容安排与进度：- C语言基础回顾（1课时）。

- 单相智能电表原理（1课时）。

- C语言编程实践（4课时）。

- 项目实践（4课时）。

- 项目报告与展示（1课时）。

教学内容参照教材相关章节，结合课程目标，保证科学性和系统性。

基于90E46的单相智能电表设计方案

基于90E46的单相智能电表设计方案[导读] IDT的90E46顺应智能电能表的发展趋势，在业界推出的第一款集成硬件高精度宽量程计量模块，ARM 32位 Cortex M0 高性能低功耗MCU内核，LCD驱动和带温度补偿功能的高精度实时时钟（RTC）于一体真正意义上的系统级芯片（SoC）。

智能电能表作为智能电网的重要组成部分，其技术标准也在不断地发展之中，使得相应的芯片技术也在日益提高。

以市场需求量最大的单相智能电能表为例，其技术发展主要表现在以下几个方面：计量准确度要求越来越高，电流范围越来越宽，从之前的5（20）A到现在的5（60）A，再到1（100）A，早期的计量芯片已无法满足当前电能表设计的要求，高精度、宽量程的计量芯片被广泛应用。

数据和事件处理要求越来越多，使得MCU的运算能力和程序容量不断提高，传统的8-bit MCU会逐渐被32-bit MCU所取代。

智能电能表作为智能电网的最终节点，其数据通信要求越来越强，对外的通信方式有RS485、PLC、红外，并且要求各通信接口相互独立并能同时运行；这要求用于电能表设计的MCU具有丰富的硬件通信接口。

IDT的90E46就是顺应智能电能表的这种发展趋势，在业界推出的第一款集成硬件高精度宽量程计量模块，ARM 32位 Cortex M0 高性能低功耗MCU内核，LCD驱动和带温度补偿功能的高精度实时时钟（RTC）于一体真正意义上的系统级芯片（SoC）。

在计量动态范围5000:1 内，有功电能准确度优于 0.1%，无功电能准确度优于0.2%，且只需要单点校准；实时时钟误差小于±0.5秒/天。

90E46芯片与硬件设计90E46芯片简介90E46是业界集成度最高的高精度宽量程单相电能计量SoC，在IDT既有的宽量程计量模拟前端（AFE）的基础上，集成了ARM Cortex-M0微处理器、LCD驱动和带温度补偿功能的高精度实时时钟（RTC），可以减少单相电能表的元器件数量，简化设计和生产流程，降低材料成本和库存管理难度。

单相智能电表课程设计

单相智能电表课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解单相智能电表的基础知识，掌握其工作原理和电路组成；2. 学会阅读和分析单相智能电表的参数，了解其计量功能和使用方法；3. 了解单相智能电表在节能减排和智能家居领域的应用。

技能目标：1. 能够正确使用单相智能电表进行电能测量，并准确读取数据；2. 学会分析单相智能电表故障，并能提出合理的解决方案；3. 培养学生的动手能力和团队协作能力，通过小组合作完成单相智能电表的安装与调试。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对单相智能电表及相关电子产品的兴趣，激发其学习热情；2. 增强学生的节能环保意识，使其认识到单相智能电表在节能减排方面的重要性；3. 培养学生严谨、负责的学习态度，使其在学习和生活中追求卓越。

课程性质：本课程为电子技术及应用领域的一门实用课程，结合当前电子技术的发展趋势，以单相智能电表为载体，培养学生的实际操作能力和创新能力。

学生特点：初三学生具有一定的物理知识和动手能力，对电子技术感兴趣，善于合作和探究。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手实践，培养学生的创新思维和问题解决能力。

通过本课程的学习，使学生能够掌握单相智能电表的基本知识和技能，提高其在实际应用中的操作能力。

二、教学内容1. 单相智能电表基础知识：- 电流、电压、功率等基本电学概念回顾；- 单相智能电表的工作原理；- 单相智能电表的电路组成及各部分功能。

2. 单相智能电表的使用与操作：- 电表的安装位置、接线方法及注意事项；- 电表的参数阅读与分析；- 电能测量方法及误差分析。

3. 单相智能电表的应用与维护：- 单相智能电表在智能家居中的应用；- 节能减排背景下的电表选用与维护；- 常见故障分析及处理方法。

4. 实践环节：- 小组合作完成单相智能电表的安装与调试；- 故障排查与维护实践；- 创新设计：基于单相智能电表的节能应用方案。

教学大纲安排：第一周：基础知识回顾，学习单相智能电表的工作原理及电路组成；第二周：学习单相智能电表的安装、使用方法及参数阅读；第三周：探讨单相智能电表在节能减排和智能家居领域的应用；第四周：实践环节，包括安装调试、故障排查、创新设计。

国网单相智能电能表设计概要

国网单相智能电能表设计概要随着电子技术的迅速发展和不断成熟，电子式电能表在我国得到了广泛的使用，成为主要的电能量贸易结算器具，在电网技术由自动化向智能化方向发展的趋势下，电子式电能表将向智能电能表过渡。

智能电能表在电能量计量的基础上具有信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能，数据安全传输和存储是实现以上功能的基础，因此如何保证信息传递、信息保存的安全性已经成为智能电能表的关键性因素。

1智能电能表基本架构1.1基本架构（1）硬件架构智能电能表在硬件上主要包括电压/电流采样电路、计量单元、中央控制单元（MCU）、电源模块、存储单元、控制回路、红外通信、IC卡接口、安全论证单元等部分组成，其中数据安全防护重点为数据存储区和通信接口。

在数据存贮方面，采用FLASH芯片和EEPROM两种芯片，FLASH芯片容量大，成本较低，但擦写次数一般为10万次，所以主要存储负荷曲线、事件记录等历史数据；EEPROM芯片单片存贮容量较小，价格相对较高，但一般存储电量、金额以及表计的设置参数等重要数据。

在对外通信接口方面，红外通信接口、485通信接口、CPU 卡接口以及以窄带载波，其它近距离无线和无线公网为主的其他通信接口,暂不考虑。

电压采样电流采样计量芯片MCU单元存储单元控制回路485接口电源模块实时时钟通讯单元功率脉冲输出红外通信Lc卡接口LC D显示操作接口图1 智能电能表硬件框图（2）功能架构智能电能表以电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互功能为特征，根据国网公司的要求，有以下功能：计量功能：正确计量正反向总有功电量，并单独存储；费率时段：正确计量各费率时段有功电量和总有功电量；数据存储和冻结功能：存储结算日或按照约定的时间或时间间隔的总电能、各费率电能、需量等信息；事件记录：存储失压、失流、断相、开盖、远程控制等事件发生时间、结束时间和相应的电能量数据；停电抄表：可通过按键、红外方式唤醒显示，背光灯点亮，可支持红外抄表；通信功能：具有RS485、红外通讯接口、载波三种通信方式，通信协议采用DL/T645系列及其国网公司颁布的增补通信协议，并且三个通信通道在硬件上、软件上完全独立；预付费功能：按照预售给用户的电费或电量值，在用完以后自动切断用电的功能。

基于NEC单片机的单相智能电能表设计的开题报告

基于NEC单片机的单相智能电能表设计的开题报告一、研究背景随着电力行业的不断发展，电能表作为重要的计量设备逐渐得到广泛应用。

在智能电网建设的背景下，传统的电能表已经不能满足市场需求，在计量精度、通信能力、远程监控等方面都需要进行优化改进。

因此，基于单片机的智能电能表应运而生。

NEC单片机是一种性能稳定、功耗低、集成度高的微控制器，适合用于智能电能表的设计。

本课题旨在利用NEC单片机设计一种单相智能电能表，以提高电能计量的准确性、可靠性和便捷性。

二、研究目的本研究的主要目的有以下几个方面：1.设计一种基于NEC单片机的单相智能电能表，实现电能计量、显示、存储、通信等功能。

2.优化电能表的计量精度，提高计量精度和稳定性，保证电能计量的可靠性。

3.增加电能表的通信功能，实现与上位机的数据通信，实现在线监测、远程抄表及远程控制等功能。

三、研究内容和技术路线本研究的具体内容和技术路线如下：1.硬件设计：采用NEC单片机，设计电路板和程序逻辑，实现电能信号采集、运算处理、计量抄表、时钟管理、存储控制等功能。

2.软件设计：编写NEC单片机的程序，实现电能计量、运算处理、通信协议等功能，并编写上位机程序，实现与电能表的通信和数据管理。

3.系统测试：对设计的电能表系统进行测试，包括计量精度、稳定性、通信性等方面，分析并解决出现的问题，优化系统的性能。

四、研究意义本研究的意义涵盖以下几个方面：1.提高电能计量的准确性和可靠性，保障用户权益，推动电力行业的可持续发展。

2.增加电能表的通信功能，实现在线监测、远程抄表及远程控制等功能，提高电能计量的便捷性和效率。

3.拓展NEC单片机在智能电网领域中的应用范围，促进单片机技术在电力行业的普及和应用。

五、进度安排1.前期调研：对基于单片机的智能电能表的研究现状进行调研，收集相关文献，了解市场需求和技术发展趋势。

2.系统设计：根据需求分析，进行硬件和软件设计，制定相应的技术方案。

智能电能表及用电信息采集装置安装典型设计--单相

智能电能表及用电信息采集装置安装典型设计第1章设计说明1.1设计范围本设计包括低压用电客户的接户线、进户线、电能计量及用电信息采集装置安装的位置设置、基本配置、接线原则以及主要设备配置。

1.2适用场合本设计规定了低压用电客户的接户线、电能计量及其用电信息采集装置设计原则和技术要求，适用于新建、改建、扩建电力工程中低压用电客户的接户线、电能计量及用电信息采集装置设计。

1.3设计原则1.3.1电能计量点、采集点设置原则（1）设置原则：1）“一户一表”的每个电力用电客户应设置计量点，并装设用电信息采集装置。

2）计量点的设置应尽量接近客户负荷中心。

3）保证电气安全、计量准确可靠和封闭性。

4）应远离潮湿和尘土、震动大的位置。

5）应方便客户使用，及供电部门日常抄表、换表、维护等工作。

（2）设置位置：1）分散、零星单户住宅，计量点宜设置在客户门外和院庭门外左右侧。

2）相对集中的住宅用电，其电能表安装宜采用集中安装，计量点宜设置在负荷相对集中的位置，及其他合适的位置。

3）对多层和高层住宅视不同情况而定，计量点可采用单元集中、同楼层集中或分楼层集中（即若干楼层一个计量点）方式设置，宜集中在设置在负一层至一层半之间的墙面上、配电间（井）、表计间或其它合适的位置。

具体按下列原则办理：a）7层及以下楼房每层户数在2户及以下时，宜采用每单元集中方式设置计量点。

b）7层及以下楼房每层户数在3户及以上时，宜采用每单元同楼层集中或分楼层集中方式设置计量点。

c）7层以上楼房宜采用每单元分楼层集中方式设置计量点，每个计量点不宜超过16只表。

d）对于未安装客户服务终端的新建高层建筑，宜采用嵌入式每层集中方式设置计量点。

e）对于原已集中装设户表的高层建筑，在进行智能电能表改造时宜仍按原方式就近集中装设电能表。

4）为便于客户查询电能表数据、充值预付费金额等操作，对于高层建筑中电能表分楼层集中安装、电能表集中安装在预留竖井等电能表安装位置不便于客户操作的情况，宜装设可供客户查询电能表数据、充值预付费金额的客户服务终端。

ddzy288型单相费控智能电能表原理

ddzy288型单相费控智能电能表原理摘要：一、单相费控智能电能表简介二、单相费控智能电能表工作原理1.测量系统2.专用电路处理系统三、单相费控智能电能表设计思路与特点1.远程预付费和抄表2.安全认证和指纹识别3.LCD液晶显示屏与多种通信方式4.故障报警与电量过低报警5.防偷电单元正文：ddzy288型单相费控智能电能表是一款应用于家庭和商业场所的智能电表，它具有先付费后用电的管理功能。

这款电能表的工作原理主要涉及两个功能模块：测量系统和专用电路处理系统。

测量系统是电能表的核心部分，它对被测交流电压和电流进行高精度采样，然后将采样信号送至专用电能计量芯片。

在这个芯片中，采样信号经过一系列数字处理，最终转换成与有功功率成正比的脉冲频率信号。

这个信号将被发送至微处理器，进行后续的电量计算和费率分时累加。

专用电路处理系统负责处理电能表的数据显示、远程通信和费控功能。

数据显示部分采用大屏幕中文液晶，方便用户读取电量、电压、电流等信息。

远程通信部分则支持红外和RS485通讯功能，可实现远程抄表和远程费控。

费控功能则通过预先设置的费率策略，实现电量的精细化管理。

在设计思路和特点方面，ddzy288型单相费控智能电能表注重用户体验和用电安全。

它不仅能实现远程预付费和抄表，还具有本地费控和远程费控模式的灵活切换，满足电能计量与结算需求。

为了保障数据安全，电能表采用了安全认证和指纹识别技术。

此外，它还具备故障报警和电量过低报警功能，便于管理人员及时发现问题，提高电表运行的可靠性。

总之，ddzy288型单相费控智能电能表凭借其先进的计量原理、实用的设计思路和丰富的功能特点，为用户提供了便捷、安全的用电体验。