智能电表的抗干扰设计

智能电表的抗干扰设计The Design for Anti-Interference of Intelligent Electric Meter

天津轻工业学院96信箱(天津　300222)　严新忠

[摘要]本文通过智能电表受电网干扰的实例,解决的方法,揭示了单片机受干扰的机理,介绍了如何验证各种抗干扰措施的效果,给出了智能电表有效的抗干扰方案。

[关键词]智能电表　单片机　抗干扰

Abstract:Through an example of intelligent electric meter disturbed by electric-network and its solu2 tion,this paper reveals the reason why the single-chip was disturbed.It also introduces the effect of different anti-interference,and gives the effective anti-interference solution.

K eyw ords:Intelligent electric meter　Single-chip　Anti-interference

1　引言

智能电表要求长年连续的挂网运行,运行中出现的任何异常现象(比如数据乱、死机等)均要求智能电表能自动恢复正常工作,其抗干扰要求很高。

在智能电表的研制初期,我们发现这么一种现象:电表带上电感性负载(比如电扇)时,在电扇快速插拔的瞬间,容易导致智能电表单片机系统数据丢失和死机。电扇仅是普通家电,电网连接着千家万户,如果从设计上不能把智能电表的抗干扰问题解决好,后果会很严重。

2　硬件上的抗干扰措施

电感性负载的快速切换为什么会导致单片机数据乱和死机?又如何加以解决?

2.1分析受干扰时的电源电压波形

在电感性负载快速切换的同时,观察电源电压各点的波形包括变压器次极、整流后电压和稳压后电压波形。发现电压波形上有一些干扰脉冲(窄脉冲)。经过反复的观察,我们得到以下3条规律:

(1)窄脉冲的幅度较小时,对单片机没有什么影响。

(2)窄脉冲的幅度较大时会引起单片机复位。

(3)窄脉冲的幅度较大且在瞬间有很多窄脉冲时,会导致单片机数据乱和死机。

在变压器一次侧采取Л型滤波的方法,对高频干扰起作用,但对几百赫兹以内的干扰作用很小。

增加变压器的容量,能使干扰脉冲的数量和幅度有所减少,但实际电网的干扰强度可能很大,而变压器的容量要受到智能电表空间的限制,变压器不能太大。

以上的分析表明:对来自电网的干扰采取硬堵的办法收效不大。因此要采取容错措施。

2.2电源监测电路

使用电源监测电路TL7705的目的就是当电源电压出现干扰脉冲时产生一个复位信号使单片机处于复位状态。在电路给定的参数下,TL7705监视电压的临界值是4.75V,复位脉冲的宽度约28ms。电源监测电路的采用可以明显减少EEPROM数据被冲和单片机

　新技术新工艺　

死机的几率。然而TL7705本身有一定的故障捕获时间[1],而干扰脉冲的各种可能性又都存在,实际的测试也反映出来,在抗电网干扰上,仅仅采用电源监测这一种措施是不够的。

2.3看门狗电路

看门狗电路实质上就是一个单稳电路。当程序正常运行时,单片机定时给单稳电路输入触发信号,使单稳输出保持暂稳态;当受到干扰,程序运行异常时,单片机不能给触发信号,单稳输出回到稳态引起单片机硬件复位。

PIC16C57单片机内部含有看门狗电路[2],此外它还有廉价的O TP封装,体积大小比较合适,功耗极小等优点,在批量化的智能仪表中得到了广泛的应用。

看门狗电路不仅对来自电网方面的干扰起作用,而且对来自空间等其它方面的干扰也起作用。然而如果没有电源监测电路,只有看门狗电路,在电网干扰下,即便不带电感性负载,当电源快速合闸时,也有可能导致单片机死机。一块表做几百次实验有可能发现不了一次异常,可是几百只表同时校验时有可能很容易出现异常,因此实验时遇到一次异常也不应轻易放过。

采用了看门狗电路和电源监视电路后,死机现象得到了有效地克服,但是单片机数据乱的可能依然存在。

3　软件上的抗干扰措施

3.1数据被冲的原因

为了保证在掉电时以及在因干扰导致单片机复位时,智能电表中的主要数据和参数不丢失,采用了EEP2 ROM器件。24C02是一种成本低体积小的串行EEP2 ROM。EEPROM中的数据被冲必将导致智能电表数据乱。那么EEPROM中的数据被冲的原因又是什么呢?

看门狗起作用正说明程序计数器内容被破坏,因此其它寄存器(或片内RAM)的内容也同样有可能被破坏,这可能导致把一个错误的数据写入EEPROM中。

为了验证这一点,我们分析了EEPROM被冲前后的数据,发现EEPROM的数据错了,但数据格式并没有错。这说明硬件上加了电源监测电路之后,EEP2 ROM数据因干扰遭到破坏的机理是由于寄存器内容丢失、程序执行了错误的操作引起的。

3.2对寄存器中的重要数据进行备份

比如电表的圈数这个重要数据可以以原码和反码两种形式在寄存器中暂存,在向EEPROM保存圈数之前,先检查原码和反码是否相符,不符则不保存。

3.3对寄存器的状态不断地进行监测和自恢复

在有干扰的应用场合,单片机的每一个寄存器包括状态寄存器,程序计数器,I/O口寄存器,看门狗定时器等等都有可能被错误地修改。因此应在主程序里及时检查或每隔一段时间重新设置这些状态。

4　小结

(1)干扰一旦出现,不要轻易放过,注意分析受干扰的机理。

(2)为了使每一种抗干扰措施达到最好的设计效果,可以在其单独作用下进行验证。

(3)智能电表单片机系统的抗干扰设计,应做到全面、彻底:综合采用电源监测电路、看门狗电路、掉电保护EEPROM电路和全方位的软件数据保护。

参考文献

1　王宏波.MCS-51单片机应用系统的抗干扰与掉电保护.自动化与仪表.1993,4

2　武汉力源单片机技术研究所.PIC16CXX系列单片机原理.

　新技术新工艺　

智能电表的设计

四川理工学院 课程设计书 学院计算机学院 专业物联网工程20121班 课程无线传感器网络 题目现代小区智能电表课程设计 教师符长友 学生胥玉环刘依粒胡伟杰宋治桦设计时间：2014年7月5日至2017年7月11日

前言 近年来，在低碳经济、绿色节能及可持续发展思想的推动下，如何进一步提高电网效率，积极应对环境挑战，提高供电可靠性和电能质量，完善电力用户服务，适应更加开放的能源及电力市场化环境需要，对未来电网的发展提出了更高的要求。智能电网的概念应运而生并成为全球电力行业共同研究和探讨的热点，支撑中国乃至全球智能电网的将是通信技术、信息处理技术和控制技术。智能电表作为智能电网建设的重要基础装备，加快智能电表产业链整合，促进其产业化，对于电网实现信息化、自动化和互动化具有支撑作用。基于以上分析，本文研究旨在基于AT89C51单片机的智能电表的设计。 本次设计基于单片机AT89C51是以微处理器或微控制器芯片为核心的可以存储大量的测量信息并具有对测量结果进行实时分析、综合和做出各种判断能力的仪器。一般具有自动测量功能，强大的数据处理能力，进行自动调零和单位换算功能，能进行简单的故障提示，具有操作面板和显示器，有简单的报警功能。 本文主要包括以下三个方面的工作： (1)智能电表的设计背景、优点及发展现状 本文首先分析智能电表的设计背景，其次讨论智能电表的优点及相关的应用。 (2)智能电表的硬件和软件实现 分析智能电表应该具备的功能，给出该仪表的总体设计框图；详细讨论了该电路的核心芯片选取、数据采集电路的设计、通信电路及输入输出系统的实现并给出了核心芯片．AT89C51的详细参数；使用结构化程序设计手段，利用单片机C语言程序实现按键的扫描并处理程序、数据的采集及后续的算法程序、红外或RS485通信方式的自动抄表程序、CPU卡的读写操作程序以及段式LCD的显示驱动程序。 (3)设计的结论分析、不足及未来的展望 阐述了设计的测试结果并对结论进行了分析，给出了设计中的不足之处，并提出了将来的修改意见及改进之处，对智能电表的未来进行展望。

智能电能表与用电信息采集装置安装典型设计分解

四川省电力公司 智能电能表及用电信息采集装置安装 典型设计 第1章概述 1.1 目的和意义 1.2 主要原则 坚持效益与节约相结合的原则。要兼顾技术性和经济性，注重推广应用典型设计的安全效益、社会效益，又要注重经济效益，节约投资成本，便于集中招标采购，防止过分追求高配置。 坚持实用性与先进性相结合的原则。要采用成熟的技术和可靠的设备，确保设计方案的实用性，同时又要推广应用新技术，鼓励设计创新，确保设计方案的前瞻性。 坚持普通性与典型性相结合的原则。既要综合考虑不同地区的实际情况，面对不同规模、不同形式、不同外部条件，在公司系统中具有广泛的适用性；又要保证方案具有一定的代表性和典型性，能够指导公司系统的设计和建设。 坚持统一性与灵活性相结合的原则。既要保证设计标准统一，生产标准统一，又要保证模块划分合理，接口灵活，组合方案多样，增减方便，便于使用。 1.3 设计依据 GBl208－2006 电流互感器 GB 3906－20063.6—40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备 GB7251.1－2005 低压成套开关设备和控制设备第一部分；型式试验和部分型式试验成套设备 GB 7251.3－2006 低压成套开关设备和控制设备第三部分：对非专业人

员可进入现场的低压成套开关设备和控制设备一配电板的特殊要求GB/T7267－2003 电力系统二次回路控制、计量屏及柜基本尺寸系列 GBl0963.1－2005 家用及类似场所用过电流保护断路器第1部分：用于交流的断路器 GB/T 14048.2－2001 低压开关设备和控制设备低压断路器 GB/T 14048.3－2002 低压开关设备和控制设备第3部分；开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器 GB/T 16936 电能计量柜 GB/T17201－2007 组合互感器 GB/T17215.321－2008 交流电测量设备特殊要求第21部分；静止式有功电能表(1级和2级) GB/T17215.322－2008 交流电测量设备特殊要求第X部分；静止式有功电能表(0．2S级和0．5S级) GB/T17215.323－2008 交流电测量设备特殊要求第23部分：静止式无功电能表(2级和3级) GB 50058－1992 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 DL/T448－2000 电能计量装置技术管理规程 DL/T614－2007 多功能电能表 DL/T645－2007 多功能电能表通信协议 DL/T698.31 用电信息采集与管理系统用电信息采集终端通用要求 DL/T698.32 用电信息采集与管理系统厂站终端特殊要求 D12T698.33 用电信息采集与管理系统专变采集终端特殊要求 DL/T698.34 用电信息采集与管理系统公变采集终端特殊要求 DL/T698.35 用电信息采集与管理系统低压集抄终端特殊要求 DL/T825－2002 电能计量装置安装接线规则 JB/T 5777.2－2002 电力系统二次回路控制及计量屏(柜、台)通用技术条件JGJ l6－2008 民用建筑电气设计规范 JJG 1021－2007 电力互感器 GB 4208－1993 外壳防护等级（IP代码）

基于单片机的智能电能表的设计

第一章智能电能表概述 1.1智能电能表的概念 智能电能表是以微处理器或微控制器芯片(如单片机)为核心的可以存储大量的测量信息并具有对测量结果进行实时分析、综合和做出各种判断能力的仪器。智能电能表一般具有自动测量功能，强大的数据处理能力，进行自动调零和单位换算功能，能进行简单的故障提示，具有操作面板和显示器，有简单的报警功能。 1.2智能电能表的典型结构 从结构上来说，智能电能表是一个专用的微型计算机系统，它主要由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要包括信号的输入通道，微控制器或微控制器及其外围电路、标准通信接口、人机交换通道，输出通道。输入通道和输出通道用来输入输出模拟量信号和数字量信号，它们通常由传感器元件、信号调理电路、A/D转换器、D/A转换器等组成。微控制器及其外围电路用来存储程序、数据并进行一系列的运算和处理，通常包括程序存储器、数据存储器、输入输出接口电路等组成。人机交换通道是人与仪器相互沟通的主要渠道，它主要由键盘、数码拨盘、打印机、显示器等组成。标准通信接口电路用于实现仪器与计算机的联系，以使仪器可以接受计算机的程控指令，目前用于智能电能表的通信接口主要有GPIB、RS-232C等。智能电能表的软件部分主要包括监控程序和接口管理程序两部分。其中监控程序面向仪器面板键盘和显示器，通过键盘操作输入并存储所设置的功能、操作方式与工作参数;通过控制工/0接口电路进行数据采集，对数据进行预定的设置;对数据存储器所记录的数据和状态进行各种处理;以数字、字符、图形等形式显示各种状态信息以及测量数据的处理结果。接口管理程序主要面向通信接口，其内容是接受并分析来自通信接口总线的各种有关功能、操作方式与工作参数的程控操作码，并通过通信接口输出仪器的现行工作状态及测量数据的处理结果，以响应计算机的远控命令。 1.3智能电能表的主要特点 与传统电能表相比，智能电能表具有以下几个主要特点: ①测量精度高，可以利用微处理器执行指令的快速性和A/D转换的时间短等特点对被测量进行多次测量，然后求其平均值，就可以排除一些偶然的误差与干扰，还可以通过数字滤波，剔除粗大误差和随机误差的方法提高测量精度; ②能够进行间接测量，智能电能表可以利用内含的微处理器通过测量几种容易测量的参数，间接地求出某种难以测量的参数; ③能够自动校准，智能电能表在使用前进行自动校准，在测量过程中进行校准，从而减少误差; ④具有自动修正误差的能力; ⑤具有自诊断的能力，智能电能表若发生了故障，可以自检出来，仪器本身还能协助诊断发生故障的根源; ⑥能够实现复杂的控制功能; ⑦允许灵活地改变仪器的功能; ⑧智能电能表一般都配有GPIB或RS232等接口，使智能电能表具有可程控操作的能力。从而可以很方便地与计算机和其他仪器组成用户需要的多种功能的自动测量系统，来完成更复杂的测试任务。 第二章智能电能表的设计方法

(我的)智能电表分析设计报告

课程：计算机组成原理 智 能 电 表 分析设计报告 院系：安徽工程大学机电学院 专业：计算机与软件工程系 班级：软件1402 组长：李和林 组员：秦伟刘宣杨佳伯转转许展邵明 时间：

姓名职责

目录 第一章系统整体方案设计 (4) 1.1智能电表系统设计思路 (4) 1.2方案论证 (4) 1.2.1三相电参数的测试与计量方案论证与比较 (4) 1.2.2多功能化模块的方案论证与比较 (5) 1.2.3电压电流采样方案论证与比较 (6) 1.3通信标准的选择 (7) 1.4系统总体方案确定 (8) 第二章系统硬件设计 (9) 2.1硬件整体系统设计 (9) 2.2电源电路设计 (10) 2.2.1工作原理 (10) 2.2.2变压模块 (11) 2.2.3稳压模块 (11) 2.3电压电流采样处理单元 (12) 2.3.1 ATT7030A简介 (12) 2.3.2 ATT7030A结构框图 (13) 2.3.3电能输出脉冲电路 (13) 2.4 CPU中央处理单元 (14) 2.4.1 CPU功能 (14) 2.4.2 CPU选择 (15) 2.4.3数据存储模块 (16) 2.4.4显示模块 (18) 2.4.5 红外通信模块 (20) 2.4.6键盘模块 (22) 2.4.7 485通讯模块 (23) 第三章系统软件设计 (24) 3.1软件设计的基本原则 (24) 3.2系统软件设计 (25) 3.2.1接收数据与通信的程序设计 (25) 第四章总结 (29)

第一章系统整体方案设计 1.1智能电表系统设计思路 将智能电表系统整体分为电量测量和智能管理两部分。电量测量部分选用高精度、高可靠性的电量测量ASIC实现，能够完成三相电量的准确计量。该部分是设计的关键和基础。智能管理部分除核心元件微处理器外，还需要人机交互模块、数据存储模块及通讯模块。该部分是实现电表“多功能化”的重要组成部分，对其要求是智能化程度高，易于功能扩展。 1.2方案论证 1.2.1三相电参数的测试与计量方案论证与比较 该部分是本系统设计的关键部分，要求电路结构简单、可靠、功能全面，能够完成预定功能。目前，关于三相电参数的测试与计量主要有两种技术方案。 传统的模数转换和相位检测技术 被测三相电压、三相电流通过相应互感器转变为能被后端电路接收的电信号，变化之后的信号需要做两方面的处理，一方面检测电压电流的相位差，确定功率因数，另一方面线性调整信号，传输给后端的A/D转换器。电压、电流转换后的数字量和功率因数值传输给CPU处理器，根据三相功率、三相能量等电参数的计算公式计算相应的各个电参数，并对计算数据做相应处理。 该方案存在电路结构复杂，参数测试误差大，编程复杂、故障排除复杂等缺点。该技术方案已不再适用于工业环境中三相电能表的电参数测量。

采用LM5017的智能电表设计方案

采用LM5017的智能电表设计方案 文章来源：半导体器件应用网https://www.wendangku.net/doc/579292104.html, 近年来，中国国家电网智能化改造非常迅猛。2013 年，中国国家电网公司推出新一代的智能电能表系列标准。在新标准中，对电源供电的规格提出新的要求。 1 总体需求 智能电表中的载波通信(PLC)模块供电规格，要求最为严格。新标准要求智能电表通信载波模块供电12V Vcc，在满载时的输出电压纹波要小于1‰(单相智能表的满载电流是125mA，三相智能表的满载电流是400mA)。 图 1 是常用的三相智能表电源架构。从电源架构上看，智能表通过线性交流变压器+整流桥的方式，将220Vac 降到较低的直流电压。由于智能表需要有抗接地故障抑制能力(按国网标准，要求在2 倍额定电压的情况下，电能表不能损坏)，其输入电压范围通常较宽一般需要0.8 倍~2 倍的额定电压。

图 1. 常用国网 3 相电表电源架构 TI 的LM5017，是新一代高压同步变换器。其输入电压范围是7.5V~100V，输出电流可以达到600mA，非常适合在三相智能表中应用。 2 纹波注入原理 在新国网规范中，LM5017 需要面对的主要问题是：如何实现载波模块供电时的1‰纹波输出。LM5017 采用恒定导通时间控制(Constant On-time Control, COT)，其内部框图如图2 所示。 LM5017 通过Ron 来设定固定的导通时间长度Ton。当FB 的电压低于1.225V 时，内部的快速比较器触发COT 控制逻辑模块输出固定的Ton(控制管，即上管)。Ton 时间结束后，关断控制管，直到FB 的电压再次低于 1.225V。 COT 控制的反馈是采用高速比较器来实现。为了保证高速比较器稳定工作，COT 对FB PIN 的纹波会有一定的要求，LM5017 要求FB PIN 的最小纹波是25mV。当LM5017 的输出纹波需要满足国网对载波模块输入纹波<1‰ 的要求时，其输出纹波经分压电阻分压后，在FB Pin 的纹波为<1.2mV，远低

智能电表的发展意义

意义 智能电表是智能电网的智能终端，它已经不是传统意义上的电能表，它是在电子式电能表的基础上，加上具有远传通信功能，可以与电脑联网并采用软件进行控制，因此与电子式电能表相比，智能电能表不管在性能还是操作功能上都具有很大的优势。 具体而言，因为它的智能特性，所以具有功耗小、精度高，过载、工频范围大，功能人性化等特点。另外它应该具有远传控制（远程抄表、远程断送电）、数据存储、备份、识别恶性负载、复费率、反窃电、预付费用电等功能，而且还可以通过对控制软件中不同参数的修改，来满足对控制功能的不同要求，而这些功能对于传统的电子式电能表来说都是很难实现的。而当智能电表满足以上功能后，它的意义就不言而喻了。以下是智能电表的几大优势。一、用电量上网就能查。每时每刻通过网络查询当前的用电量、用电余额，实时掌握家中的 用电情况。而现有的系统只能提供按月查询的功能，更无法细化到每一个时间段的用电量。 二、对系统覆盖区域内每户业主用电情况的实时监测。业主家中某一时间段的用电情况都可 以在系统里有所记录。业主想要了解自家用电情况，可以随时通过网络查询截止到任何一刻的用电量。此外，用电信息采集系统还可以实时监控每户业主电量余额，并会通过系统及时向业主发出欠费提醒。 三、避免拖欠电费情况，减少用电纠纷产生。业主家安装上智能电表后，所交电费使用殆尽 时，电表就会根据在满足一定的信用额度之后自动断电。用户只需要重新交费就可以迅速开通，不影响用户的正常用电，更不会产生拖欠电费的情况，避免了电力部门与业主之间因催交拖欠电费而引起的纠纷。对于空置房屋的业主，不能及时知晓家里已经欠电费或者欠电费超过了交费的时限，使用智能电表后，电费用完会自动断电，避免了违约金的产生，节能的同时也帮助业主减少了不必要的麻烦。 四、具备双向计量功能。支持清洁能源发展智能电能表还具备双向计量的功能，除了可以记 录进入用户的电量外，还可以记录用户向电网提供的电量。如果用户自己建有风能、太阳能等分布式清洁能源发电设施，当所发电力用不完时，可实现多余电量向电网输送的功能，从而达到节能环保和提高用户经济效益的目的。 智能电网作为美国总统奥巴马经济刺激方案的重要项目之一，几乎在一夜之间“成名”，而且美国还为此制定了35亿美元规模的预算。5月21日，国家电网公司总经理刘振亚在“2009特高压输电技术国际会议上”指出：“国家电网将立足自主创新，加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网。”这是此前一直保持缄默的国家电网首次正面对智能电网作出回应。智能电网首先应当是一个坚强的电网，坚强是智能电网的基础，智能是坚强电网充分发挥作用的关键。中国电网的目标就是要建设坚强智能、坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。国家电网将按照统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进的原则，在加快建设由1000千伏交流和±800千伏、±1000千伏直流构成的特高压骨干网架，实现各级电网协调发展的同时，围绕发电、输电、变电、配电、用电、调度等主要环节和信息化建设等方面，分阶段推进坚强智能电网发展。到2020年，将全面建成统一的坚强智能电网，使电网的资源配置能力、安全稳定水平以及电网与电源和用户之间的互动性得到显著提高。坚强智

远程智能电表抄表系统设计(毕业设计)

摘要 随着我国社会经济的发展，居民用电量剧增。传统的人工抄表收取电费的方式，已不能满足现代化管理的要求，实现多用户能耗仪表的自动抄表已经成为可能，特别是建设部提出来的小康型住宅小区的规划要求，并逐步实行能耗仪表出户的统一管理，实现微机自动检测、计量和收费。本文针对目前居民小区的电能计量中实际存在的各种问题，设计了一种实用的远程自动抄表系统。该系统具有成本低廉、计量准确、工作稳定可靠和系统安装维护方便等特点。 本文对整个抄表系统进行了较为全面的设计，着重对系统底层的能耗数据的采集和集中、数据通信网络和通信方式等做了较为详细的设计。在硬件上对CPU 数据存储及其监控电路、数据传输、通信标准、时钟电路、串口扩展、电能采集和显示电路都做了详细的论述。并且广泛应用的RS-485电气接口的串行通讯技术作为通讯方式。在软件上对数据进行采集、通信、显示子程序、校验子程序等做了详细的说明。同时，本文还对系统中的干扰问题进行了深入细致的分析，并在硬件和软件上担出了有效的抗干扰技术。 该远程抄表系统实现了多用户的电能信息的远程自动抄录，能够实现住宅能耗计量的高质量和高效率管理。 关键词：远程抄表；数据通信；AT89C51；RS-485

Abstract With social and economic development electric power is used increasingly, Traditional charge of electric fare by manual labor can’t satisfy the demand for modern man management.Automatic meter reading system(AMRS)has a possibility to be put into reality.Especially for the well-to-do uptown,the Construct Department of China has demanded to realize automatic meter reading,measuring and charging with computer.This article aims at the existing problems.Thus,I designed an automatic meter reading system of calorie.The strong point of this system is:lows cost,precise measuring,stable working,and easy to install and maintain. The article gives an all-round design of this system.It expatiates on detail designs of data capturing and collecting,data communication network and mode.In this thesis,about the hardware,a particular explanation of the choice of CPU、inspect circuit、data memory etc were given.And it uses asynchronous serial communication technology based on RS-485electric interface as communication means.The software,we give the program of impulse collection、communication、display and so on.At the same time,the noise questions existing in the analyzed and the effective anti-noise methods on hardware and o software are presented. This Long-distance meter reading system realizes the multi-user power information remote automatic transcribing,can realize residential energy consumption of high quality and high efficiency metrology management. Keyword:Remote meter reading;Data-communication;AT89C51;RS-485

智能电表项目规划方案

智能电表项目 规划方案 规划设计/投资分析/实施方案

摘要 目前全球正在使用的电表，包括工、商、住电表用户数量庞大，全球共约有18亿台，若全面更换为智能电表，则市场规模将相当可观。以2012年来看，全球智能电表出货量达1亿台，较2011年成长31.6%。据市场研究机构IDC统计，2015年全球智能电表出货量达到1.63亿台，年复合平均增长率达15.4%。而In-Stat研究亦指出全球智能电表市场营收在2016年将超过120亿美元。市场研究机构PikeResearch亦预估，全球智能电表安装量将于2020年达到9.63亿只。 该智能电表项目计划总投资13596.00万元，其中：固定资产投资9857.49万元，占项目总投资的72.50%；流动资金3738.51万元，占项目总投资的27.50%。 本期项目达产年营业收入28209.00万元，总成本费用22142.56 万元，税金及附加234.98万元，利润总额6066.44万元，利税总额7138.17万元，税后净利润4549.83万元，达产年纳税总额2588.34万元；达产年投资利润率44.62%，投资利税率52.50%，投资回报率33.46%，全部投资回收期4.49年，提供就业职位481个。

智能电表项目规划方案目录 第一章总论 一、项目名称及建设性质 二、项目承办单位 三、战略合作单位 四、项目提出的理由 五、项目选址及用地综述 六、土建工程建设指标 七、设备购置 八、产品规划方案 九、原材料供应 十、项目能耗分析 十一、环境保护 十二、项目建设符合性 十三、项目进度规划 十四、投资估算及经济效益分析 十五、报告说明 十六、项目评价 十七、主要经济指标

三相智能电能表说明书

目录 1、概述 (1) 性能 (1) 制造标准 (1) 工作原理 (2) 主要功能 (2) 技术参数 (3) 2、基本功能 (4) 计量功能 (4) 电参量测量功能 (6) 电压监测功能 (7) 电网负荷曲线数据记录功能 (7) 事件记录功能 (8) 远方编程抄表功能 (8) 停电抄表功能 (8) 冻结数据功能 (8) 费率功能 (9) 背光显示功能 (9) 安全认证功能 (9) 3、显示 (10) 全屏显示画面 (10) 液晶显示说明 (10) 按键 (11) 显示内容说明 (11) 4、电表使用方法 (14) 安装 (14) 电表显示 (16) 参数设置 (18) 最大需量清零 (18) 故障报警显示 (19) 5、电能测量四象限的定义 (19) 6、显示 (20) 按键 (20) 显示内容说明 (20)

1概述 1.1特点 DSZ22/DTZ22系列三相智能电能表采用当今流行的高精度电能表设计方案，将高精度的A/D转换、高速DSP数字信号处理功能和高性能MCU完善的管理功能结合，采用永久保存信息的不挥发性内存、全隔离标准RS485串行数据通讯接口、红外通讯接口、汉字大画面超扭曲宽温液晶显示等先进技术，采用了SMT电子装联等当代先进的新工艺，是在充分考虑中国国情，严格按照国家标准、IEC、国网标准精心制造的高精度电能表。 该表集众智能多功能于一体，显示和远传实时电压、电流、功率等，且可按部颁标准和用户要求实现全部失压、失流记录、报警、显示功能，可有效地杜绝窃电行为，可广泛用于变电站、台区配变和企事业单位。 可根据用户要求和现场需要，通过负控终端或市话网或移动通讯网以及其它传输形式，组成远方抄表管理系统，实现电力部门营业抄表、负荷监控等远动控制，从而顺应了电力部门有效及时地对用户现代化科学管理的要求。接口通讯协议和数据结构符合DL/T645-2007标准，也可按用户要求制作其它形式的通讯规约。 1.2制造标准 GB/T 《多功能电能表特殊要求》 GB/T 交流电测量设备-通用要求试验和试验条件 - 第11部分：测量设 备 GB/T 《交流电测量设备特殊要求第21部分：静止式有功电能表（1级和 2级）》 GB/T 《交流电测量设备特殊要求第22部分：静止式有功电能表（级和 级）》 GB/T 《交流电测量设备特殊要求第23部分：静止式无功电能表（2级和 3级）》 DL/T 614-2007《多功能电能表》 DL/T 645-2007《多功能电能表通讯规约》 DL/T 556-1997《电压失压定时器技术条件》 Q/GDW 205－2008 《电能计量器具条码》 Q/GDW 356－2009 《三相智能电能表型式规范》

多功能智能电表的设计

山东科技大学 本科毕业设计（论文）开题报告题目多功能智能电表设计 学院名称信息与电气工程学院 专业班级电气工程及其自动化2009级4班 学生姓名赵宗营 学号 200901101238 指导教师白兴振 填表时间： 2013年 3月 23日

部分系统组成： 1)智能远传表。远传表是具有脉冲输出的水表、电表、气表、热表等计量表的统称，远传表的计量方式与传统表基本相同，但远传表在原传统表上增加了脉冲输出功能，发出的每一个脉冲都能记录一定的计量值，然后使智能采集器远传表输出端口采集脉冲。 2)智能采集器。智能采集器主要功能是能同时采集水表、电表、气表、热表等输出的脉冲信息，同时将这些脉冲信息进行转换，成为认可的计量的物理量，然后将这些物理量存储在各采集器的存储器中，再通过管理计算机，对任意一户的耗能信息能进行查询，并且根据管理计算机的抄表等命令将用户信息上传。 3)智能转换器。智能转换器的主要功能是完成与采集器的数据通信工作，同时向采集器下达电量数据冻结命令，通常的转化器是定时循环接收采集器的电量数据，或者是依据设计原则接收某个电表以及某组电表的一些数据。达到完成与主站的通讯的目的。 4)智能系统管理软件。智能系统管理软件的基础是通讯，核心是数据库，智能系统管理软件具有提供数据处理、查询、统计、报表、备份等多种功能，智能系统管理软件可以采用面向对象，也可以模块化，能灵活支持不同客户要求，譬如特殊格式报表、权限控制等状况。同时智能系统管理软件具有网络通讯功能，可以与其它管理软件接口，对设置通讯参数;电表管理，设置电表的原始参数、地址、及其状态;费率管理等都可以可设置多种费率，以及管理用户的结算方式等功能。 3、新型智能电表的优势 新型智能电表是采用电子集成电路的设计，同时具有远传通信、与电脑联网并采用软件进行控制的功能，因此，新型智能电表与传统与感应式电表比较，具有以下优势： 1)功耗非常低。一块电子元件设计方式的新型智能电表功耗仅有0.6～0.7W

智能家用电能表的设计方案

智能家用电能表的设计方 案研究民熔 随着我国经济的飞速发展和人们生活水平的不断提高，我国“一户一表”的政策也得到了相应的实施。同时对城网和农网的改造也陆续改造完成，因此居民电能表的数量也陆续的增多，就使得传统的人工抄表模式无法适应当下的统计分析模式，传统的人工报表无法对用户的用电情况进行科学合理的监控和管理。随着电价的不断改革，供电部门需要从用户处获得相应的数据信息才能达到迅速的出账。 现在的居民区已经广泛的铺设了WIFI无线网络并通过WIFI和采集器进行通讯，而且还实现相对较长距离的无线远程自动抄表工作。在以芯片嵌入的基础上所设计出的电能表，其在操纵系统被开发的整体的环境下通过红外等先进方式进行一定的数据通信。 关键词：智能家用电能表无线网路操作系统 其中，电力公司通过用户处用最快的速度获得更多的数据信息，这些数据信息包括电能需量、分时电量以及复合曲线等。该文针对职能家用电能表的相关设计进行一定的研究和探索。

其中，电力公司通过用户处用最快的速度获得更多的数据信息，这些数据信息包括电能需量、分时电量以及复合曲线等。该文针对职能家用电能表的相关设计进行一定的研究和探索。 1、显示千瓦 2、显示，使用千瓦时 3、在数小时内显示测量周期 4、显示美元和美分能源成本 5、掉电检测和电源开关 6、液晶显示模块显示了几个同时读 7、标定功率，相位偏移 8、调整美分/千瓦时成本 9、调整掉电阑值电压，校准，滞后和持续时间 智能电表的定义所调智能电表，就是应用计算机技术，通讯技术等，形成以智能芯片（如CPU）为核心，具有电功率计量计时、记费、与上位机通讯、用电管理等功能的电度表。 智能电表通过用户交费对智能IC卡充值并输入电表中，电表才能供电，表中电量用完后自动拉闸断电，从而有效地解决上门抄表和收电费难的问题。并对用户的购电信息实行微机管理，方便进行查询、统计、收费及打印票据等。 智能电表带给用户的好处智能电表较普通机械式电能表有

(完整版)智能电表简介、分类

1.智能电表的现状 智能电网的重要数据采集设备之一就是智能电表，它是一种利用电子式技术研发出的新型电表，具有传统电表不具备的很多实用功能。例如：电能测量、电能统计、电能监测、信息上传下载及数据再处理等功能。智能电表是智能电网的智能终端，在智能用电信息采集系统（包括系统主站、采集设备、通信信道及智能电表三部分）中，它 是智能电网数据采集的重要基础设备。 智能电表属国家强制检定的用于贸易结算的仪表，由于产品自身特点及用户的普遍性，使得产品不同于一般性商品，电能仪表行业特点如下：a) 技术门槛相对较低，上游芯片厂商已有成熟的解决方案；b)行业产业化、规模化；c) 购买行为单一，垄断性强；d) 行业向着 品牌效应，集约经营发展，三星电气、林洋电子、威胜集团等企业发展迅速，已经在国内形成品牌优势，并打起集团化经营，向国际化迈进。 目前各电表公司的智能电表差异主要体现在液晶驱动、实时时钟上。智能电表的功能与性能主要由其MCU、通信芯片、计量芯片以 及嵌入式安全芯片决定。 据有关部门统计显示，中国目前已经投入了4.1×1012元人民币用于智能电网的基础设施建设，并将在21 世纪20 年代末建成覆盖 全国的智能化网络。到那时，国家电网和南方电网公司预计招标 智能电表7.9×108只（每只平均170 元），如此算来，中国智能电表

市场容量将超千亿元人民币。 前瞻产业研究院智能电表行业研究小组做了大量数据统计工作，随后做出预测：到2013 年底与智能电网配套使用的智能电表安装数量将突破7.6×108只，到2020 年智能电网将覆盖全球80%的人口。全球这种大规模的智能电网建设将给智能电表的发展带来广阔的市 场需求，这也为中国智能电表制造企业的出口市场创造了有利条件。 当前，智能电表从结构来分可分为全电子式和机电一体式。 机电一体式,即在原机械式电度表上附加一定的部件,使其既完成所需功能,又降低造价,且易于安装,一般而言其设计方案是在不破坏 现行计量表原有物理结构,不改变其国家计量标准的基础上加装传感装置变成在机械计度的同时亦有电脉冲输出的智能表,使电子记数与机械记数同步,其计量精度一般不低于机械计度式计量表。这种设计方案采用原有感应式表的成熟技术,多用于老表改造。 全电子式则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件,与机电一体化电度表相比具有电表体积减小,可靠性增加,更加精确,耗电减少,并且生产工艺 大大改善,不必只在原有意义上的专业电度表厂生产等优越性,最终会取代带有机械部件的计量表。而电度表作为电费收取的计量依据, 涉及到一个抄表问题,因此有必要从电度表的抄表方式进行分类。从现行技术来看主要有IC 卡式,远传抄表式。

基于嵌入式系统的智能电表设计与研究

低压电器（２０１１№．３）?智能电器?基于嵌入式系统的智能电表设计与研究 静恩波 （中国民航机场建设集团公司，北京１００１０１） 摘要：ＭＡＸＱ３１８０计量芯片为例。概述了智能电表的发展和研究现状做，以ＡＴ－ ｍｅｇａ６４Ｌ和ＳＴＭ３２Ｆ１０７ＡＲＭ嵌入式控制器为主机的智能电表的软、硬件设计及低功耗 设计方法，并详述了智能电表的防窃电技术。 关键词：智能电网；智能电表；低功耗；计量芯片 中图分类号：ＴＭ９３３．４文献标志码：Ｂ文章编号：１００１－５５３１（２０１１）０３－００２６－０５ＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＳｍａｒｔ ＭｅｔｅｒＢａｓｅｄＯｉｌ ＡＲＭＳｙｓｔｅｍ ｒｉＮＧ眈６Ｄ静恩波（１９６４一），男，高级工程师，从事机场供配电系统的规划设计和研究工作。 （ＣｉｖｉｌＡｖｉａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａＡｉｒｐｏｒｔＣｏｎｓｔｒｕ．ｃｔｉｏｎＧｒｏｕｐＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴａｋｅＭＡＸＱ３１８０ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｓｔａｔｕｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｍａｒｔｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｅｘｐｏｕｎｄｅｄ，Ｔｈｅｈａｒｄｕａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆｓｍａｒｔｍｅｔｅｒｓａｎｄｌｏｗ－ｐｏｗｅｒｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈｔｏｏｋＳＴＭ３２Ｆ１０７ＡＲＭｅｍｂｅｄｄｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｓｔｈｅ ｈｏｓｔ．Ｔｈｅａｎｔｉ—ｔａｍｐｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｍａｒｔｍｅｔｅｒｓｗａｓｅｘｐｏｕｎｄｅｄｉｎｄｅｔｍｌ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：￥ｎｌａｒｔｇｒｉｄ；ｓｍａｒｔｍｅｔｅｒ；ｌｏｗｐｏｗｅｒ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｈｉｐ ０引言 智能电表是微控制器技术、专用集成电路技术、工业控制网络技术和软件等多种技术共同发展的结果。其应用领域十分广阔，涉及电力系统，工业生产控制、智能小区、网络化家电等各行各业，具有良好的发展前景¨］。智能电表技术的发展与成熟将会给人们的生产生活带来深远的影响。 ｌ智能电表及其研究现状 智能电表是现代计算机技术和现代测量技术相结合的产物，它具有自动校正、自动补偿、数据自动储存、运算、逻辑判断、自动操作以及远程网络传输等能力和功能，能够完成一些需要人类的智慧才能完成的工作，在现代企业中得到大规模的使用。 随着科学技术的不断发展进步，仪表系统的应用要求也在不断提高，复杂的工业化现场促使仪表朝着更高的要求发展，如网络化、微型化、智能化等。随着大规模工业化装置对自动化控制水一２６一平及安全运行要求的不断提高，促使智能电表在电力自动化领域中得到了更为广泛和大规模的应用。首先，电力用户对于能源及物耗成本的计量要求、控制精度的要求、减轻现场作业量（工艺操作和仪表维护）的要求无一例外的将扩大智能电表的应用市场。此外，电力仪表行业的自身发展已经趋于智能化。这一点无论是中国还是全球，仪表产品的高科技化、高智能化已经成为必然的发展趋势。相比之下，国产智能化仪表无论是设计还是制造都明显弱于国际先进水平，国内电力自动化用户在智能电表的使用经验方面也相对积累较晚、较少，这些现状表明我国智能电表的应用还只是处于一个初级阶段，而由此也带来了相对较多的应用问题。 智能电表在我国虽然起步较晚，但发展非常迅速，开发潜力巨大，市场极其广阔。现在智能电表往往两种架构来进行设计： 其中一大类是使用通用芯片来架构。随着ＭＣＵ、ＡＲＭ、ＤＳＰ、ＣＰＬＤ、ＦＰＧＡ等通用硬件以及硬件新用法的引入，无论是在功能上还是在性能上 均为系统设计获得了很大的灵活与选择余地，使 万方数据

单相费控智能电能表使用说明书

目录 1．概述 (2) 1.1性能 (2) 1.2 工作原理： (3) 2．技术参数： (3) 2.1 规格及技术参数： (3) 3．使用说明 (5) 3.1液晶显示示意图如下表： (5) 3.2 状态指示灯 (5) 3.3 数据显示： (5) 4.电表功能 (6) 4.1 计量功能： (6) 4.2 费控功能： (6) 4.3 负荷开关： (6) 4.5 安全认证加密： (7) 4.6 测量及监测： (7) 4.7事件记录： (7) 4.8 费率、时段功能： (7) 4.9 冻结功能 (8) 4.10 报警功能 (8) 4.11 显示功能 (8) 4.12 通讯接口 (10) 5. 表外形尺寸图及接线图 (10) 5.1外形尺寸图： (10) 5.2 接线图 (10) 5.3 脉冲输出接线图： (11) 6.运输贮存与保证期限 (12)

1．概述 DDZY22-Z型单相费控智能电能表，采用当今最先进的电能表专用集成电路、微处理器、永久保存信息的不挥发性存贮器、宽温液晶显示等技术和SMT 工艺设计、制造，是高精度、宽负载、高灵敏、低功耗，供计量额定频率为50/60Hz 的单相电网中的交流有功电能，该表集众多功能于一体，实现了正、反向有功、分时电能计量以及远传实时电压、电流、零线电流、功率、功率因数等，并可通过远程售电系统实现用户“先买后用”的预付费功能，又可灵活预置多种功能：冻结电量、故障报警、自动断电、开盖记录、自动抄表等功能。以PC机和掌上电脑为媒介实现用户与供电部门计算机的信息传输。本表还具有红外、RS485接口，方便电力部门实现计算机网络管理。并采用多种软件、硬件抗干扰措施，保证电表可靠运行，从而适应了电力部门对用户有效及时地现代化科学管理需求。 供电部门可通过计算机和远程售电管理系统对用户预置购电量，并可设置剩余报警电量、跳闸报警电量、协议透支电量等。此电能表一表一加密模块，智能表上的所有数据信息均经加密处理，保障了用户的用电利益，同时售电管理系统中存储用户地址、姓名、以及此用户表的出厂表号、表常数等信息，便于用电管理与用电监察。 1.1性能 1.1.1、电能表的线路设计和元器件的选择以较大的环境允差为依据，因此可保证整机长期稳定工作。精度基本不受频率，温度、电压变化影响。整机体积小，重量轻，密封性能好，可靠性较其它同类产品有明显提高，为方便供电部门对表的标准化管理，表内设有误差微调装置。 1.1.2、当电源失电后，不可充环保锂电池作为后备电源，保证内部数据不丢失，日历，时钟、时段程序控制功能正常运行，来电后自动投入运行。在电能表端钮盒上设置有光电耦合隔离脉冲输出接口，以便于进行误差测试或脉冲采集，脉冲输出常数与标牌标志的表常数一致。 1.1.3、电表运行信息可由低压电力线载波、掌上电脑，RS485接口三种媒介传

新型多功能单相智能电表研究与设计

新型多功能单相智能电表研究与设计 摘要电表发展的过程与信息技术发展有着密切的 联系，目前我国每天用电量和耗电量都是极大的，因此需要使用与电网系统融为一体的电表，这样可以满足精准抄表和远程控制的要求。因此，在原有电表的基础上进行设计，实现新型多功能单相智能电表的全面使用。本文主要针对新型多功能单相智能电表的设计原理，软件设计，硬件设计抗干扰设计等内容进行详细的分析，从而为我国新型多功能智能电表的发展提供一点助力和帮助。 关键词】新型多功能单相智能电表设计原理软件设 计硬件设计抗干扰设计 目前我国单向智能电表的应用逐渐在普及，作为电力系 统的终端，不再独立于电网系统之外，而是利用电网数据传输系统，实现了远程操控，精准读数和抄数的功能，及时的 交换数据信息，并且进行存储，保证数据记录的准确性。因行分析，主要针对设计新型多功能单相智能电表的设计原理、软件设计、硬件设计以及系统的抗干扰的设计进行详细的分析，从而促进我国的新型多功能单相智能电表的发展。 此，本文主要针对新型多功能单相智能电表的设计和研究进1新型多功能单相智能电表设计原理

新型多功能单相智能电表的设计原理是依据测量原理 进行设计的。首先，测量原理主要是依据电表信号输入的方需要选择精准的电力数据采样的方式。信号输入方式有两种，分别是电阻采用和互感器。而一般选择的采用方法为同步采样，或者是准同步采样，还可以选择非同步采样。由于采样方法的定义可以了解到，同步采样是非同步采样的一种特殊采样方法，就是当非同步采样变化周期为零的时候，就会变为同步采样。因此，新型多功能单相智能电表的数据采样般采用的就是非同步采样定理，并且需要对电参数进行计算， 从而平衡和控制影响新型多功能单相智能电表采样的因素，确保数据采集的真实有效性。 式的不同会产生一定的误差值，关系到信号的精准度，所以，2新型多功能单相智能电表硬件设计新型多功能单相智能电表硬件设计主要包括了四个部 分，第一部分是信号采集计量模块，第二部分是MCU 数据存储模块，第三部分是显示按键及报警模块，第四部分则是通信接口。硬件的设计，可以实现数据的双向实时通信，以及实现数据的互动功能，这样可以为有关部门提供实时的电量数据和实时电价，从而计算出具体的电费。目前硬件设计 过程中，信号采集计量模块采用的是RN8209 计量芯片，因为利用该芯片，可以实现四个方面的测量，即有功功率的测量、无功功率的测量，以及有功点电能的测量和无功电能的

基于51单片机的电子式单相智能电表设计

山东农业大学 毕 业 论 文 基于51单片机的电子式单相智能电表设计 院系： 机械与电子工程学院 专业班级： 电气工程及其自动化专业三班 届次：20**届 学生姓名： 学号： 指导教师： 二0**年六月六日 ……………………. ………………. ………………… 装 订 线 ……………….……. …………. …………. ………

目录 引言 (3) 1传统电能表 (3) 1.1电能表的发展 (3) 1.2 电能表的发展前景 (3) 2 智能电能表 (4) 2.1智能电表的概念 (4) 2.2 智能电能表的典型结构 (4) 2.3智能电表的主要特点 (4) 3系统设计的基本思路和具体设计任务以及结构框图 (4) 3.1系统设计的基本思路 (4) 3.2具体设计任务 (5) 3.3 系统结构框图 (5) 4系统硬件电路设计 (6) 4.1 计量芯片ADE7757 (6) 4.1.1 ADE7757功能及特点概述 (6) 4.1.2 ADE7757计量芯片的内部结构和各引脚功能 (6) 4.1.3 ADE7757的原理特性 (7) 4.1.4 ADE7757与单片机的接口 (8) 4.2电能计量电路设计 (8) 4.2.1电压采集通道设计 (9) 4.2.2电流采集通道设计 (10) 4.2.3计量芯片与单片机之间连线 (11) 4.3单片机外围电路设计及器件选择 (11) 4.3.1 单片机STC89C52概述、引脚配置及功能概述 (11) 4.3.2 单片机控制电路最小系统 (13) 4.3.3 LCD显示器模块设计 (14) 4.3.3.1 LCD显示器工作原理简介 (14) 4.3.3.2 芯片1602简介 (14) 4.3.3.3 显示电路设计 (16) 4.3.4 数据存储模块设计 (16) 4.3.4.1芯片24C02简介 (16) 4.3.4.2 存储模块电路设计图 (17) 4.3.5时钟模块设计 (18)