智能電表的總體實(shí)踐思路框架

 

　　硬件設(shè)計(jì)

 

　　從智能電表表的總體設(shè)計(jì)框架來看,可以將硬件分成五個(gè)主要的部分,如圖2所示.其中,主機(jī)和計(jì)量芯片的選擇十分重要,計(jì)量芯片是進(jìn)行電力品質(zhì)計(jì)算和電能分析的主要組件,因此將其分離出來進(jìn)行專門的功能管理,例如費(fèi)率管理、存儲(chǔ)管理、通信等.

 

　　1、CPU核心模塊.該部分基于ATmega64L構(gòu)件,并與MAXQ3180通信,以讀取最新的相關(guān)電力參數(shù),并使用一定的算法計(jì)算,從而獲取必要數(shù)據(jù)并將其顯示到輸出設(shè)備上.電源監(jiān)視器主要用于對(duì)電壓進(jìn)行監(jiān)視,以保證電壓的正常范圍,從而保護(hù)CPU正常工作.電存儲(chǔ)器的非易失性、讀寫快、讀寫壽命長的特點(diǎn)對(duì)CPU的正常運(yùn)行具有重要意義,主要用于保存儀表的既定參數(shù).按鍵掃描電路則主要用于顯示和參數(shù)的設(shè)定.

 

　　2、輸入模塊.該模塊分為三相三線與三相四線兩類接線方式,主要包括電流轉(zhuǎn)換電路、電壓轉(zhuǎn)換電路和采樣電路三部分.電流和電壓調(diào)理電路是使用電流、電壓互感器,其輸出信號(hào)通過調(diào)理后轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),再被傳送到電壓、電流輸入設(shè)備中進(jìn)行信號(hào)變換.

 

　　3、輸出模塊.輸出模塊使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行輸出,輸出模塊使用STM32F107微控制器通過串行接口和CPU通信,并把CPU讀取的相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到微控制器上.這樣,智能電表表就構(gòu)建了一個(gè)以太網(wǎng)的通信接口,方便通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建.

 

　　4、電源開關(guān)模塊.電源開關(guān)模塊能夠輸出兩組5V、一組15V的直流電壓,從而保證CPU、輸入輸出模塊和顯示模塊的電源供應(yīng).

 

　　5、顯示模塊.智能電表顯示模塊是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分,即通過顯示器將各類電力品質(zhì)參數(shù)顯示出來。