基于ADE7763的电能表设计与研究

发布时间：2017-10-02 02:13

  本文关键词：基于ADE7763的电能表设计与研究

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【摘要】：电能计量是一件极其重要的工作。伴随着电子技术、计算机技术以及自动化技术的飞速发展,电能计量技术取得了很大的进步,但随着未来电网建设向构建智能化电网发展的要求,对作为计量电能主要工具的电能表的要求也在不断的提高。因此开发先进的全电子式、具有防窃电功能的智能型电能表具有重要的现实意义。本文在分析电子式电能表的基本原理的基础上,总结与归纳了常见的窃电手段和现有防窃电的基本措施,深入研究了防窃电功能的实现方法,提出了一种单相多功能电能表的反窃电措施及解决方案,重点给出了一款具有防窃电功能的多功能三相SOC电能表的设计方案。论文首先确定了电能表应具有的功能和总体框架,然后根据功能要求对系统的各单元模块的软硬件进行了详细的研究和设计。在硬件方面,首先给出了系统的总体设计方案,选择具有功耗低、片内外围模块丰富,专用于电表、水表等智能化仪器仪表的专门控制芯片ADE7763系作为电能表的计量采样核心结合集成微处理器(即MCU)完成多功能电能表设计,然后对相关的外围电路及参数进行了详细的设计和计算。在软件方面,采用模块化和层次化程序设计的思想,设计了系统的控制程序,这些控制程序主要包括：系统上电初始化程序、电能计量计算程序、通讯程序、时钟计时程序、按钮及显示程序、重要事件记录程序和掉电处理程序。最后对系统进行了仿真实验,结果表明电能具有计量精度高、止窃电能力较强和功能齐全的特点。
【关键词】：电能 SOC电能表 ADE7763 电子式
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM933.4
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-23
• 1.1 课题研究的背景12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 窃电与反窃电技术探讨15-19
• 1.3.1 窃电手段15-17
• 1.3.2 反窃电策略17-19
• 1.4 现行电子式电能表的不足19-21
• 1.4.1 软件的可靠性20
• 1.4.2 通信规约20
• 1.4.3 显示器20
• 1.4.4 谐波计量20
• 1.4.5 多功能电能表在技术上的不足20-21
• 1.5 本文研究的主要内容21-23
• 第二章 电子式电能表23-38
• 2.1 电子式电能表论述23-24
• 2.2 电能测量原理24-25
• 2.3 计量三相有功电能的方法25-26
• 2.4 电子式电能表的结构与原理26-36
• 2.4.1 输入变换电路介绍28-30
• 2.4.2 乘法器介绍30-33
• 2.4.3 电压/频率转换器介绍33-34
• 2.4.4 分频计数器介绍34-35
• 2.4.5 显示器介绍35-36
• 2.5 电子式电能表基本术语36-37
• 2.6 本章小结37-38
• 第三章 多功能电能表硬件的设计38-66
• 3.1 硬件总体设计方案38-39
• 3.2 电能表内部电源电路设计39-40
• 3.3 MCU的选择以及资源分配40-43
• 3.3.1 MCU的选取40-41
• 3.3.2 M30624FGPFP介绍41-43
• 3.3.3 处理器资源分配43
• 3.4 计量模块硬件设计43-50
• 3.4.1 ADE7763芯片介绍44-47
• 3.4.2 电参数变换模块的电路设计47-49
• 3.4.3 ADE7763外部连接电路49-50
• 3.5 内部实时时钟电路设计50-51
• 3.6 通讯电路设计51-56
• 3.6.1 RS485通讯接口设计51-52
• 3.6.2 红外通讯接口设计52-54
• 3.6.3 GPRS通讯接口设计54-56
• 3.7 储存电路设计56-59
• 3.7.1 铁电与EEPPOM接口电路设计56-59
• 3.7.2 内部存储Flash接口电路设计59
• 3.8 按键和显示电路设计59-61
• 3.9 电能表防窃电设计61-62
• 3.10 电能表系统硬件可靠性设计62-65
• 3.11 本章小结65-66
• 第四章 电能表软件系统设计66-87
• 4.1 软件设计环境与方案66-70
• 4.1.1 程序设计的大环境66
• 4.1.2 软件设计的总框架方案66-70
• 4.2 初始化模块70-71
• 4.3 电能计量的模块71-73
• 4.3.1 ADE7763管理部分71-72
• 4.3.2 电量累加处理72-73
• 4.4 通信模块73-76
• 4.4.1 DL/T645-2007规约概述73-75
• 4.4.2 通信模块的设计75-76
• 4.5 需求的计算模块76-78
• 4.5.1 需求量以及测量的方案76
• 4.5.2 需量计量的实现76-78
• 4.6 时钟模块78-80
• 4.7 按键的显示模块80-81
• 4.8 事件记录模块81-85
• 4.8.1 事件记录的方法与内容81-82
• 4.8.2 简单的Flash文件系统原理与实现步骤82-85
• 4.9 掉电处理的模块85-86
• 4.10 本章小结86-87
• 第五章 多功能电能表测试87-95
• 5.1 基本参数与主要技术标准87-88
• 5.2 功能测试88-94
• 5.2.1 测试计量功能88-90
• 5.2.2 测试显示与按键90-91
• 5.2.3 测试时段和费率91
• 5.2.4 测试数据存储和结算功能91-92
• 5.2.5 测试事件记录92-93
• 5.2.6 测试通信93
• 5.2.7 测试安全管理93-94
• 5.2.8 模拟测试结果分析94
• 5.3 本章小结94-95
• 第六章 总结与展望95-98
• 6.1 本文的总结95-96
• 6.2 本文研究的不足96-97
• 6.3 课题展望97-98
• 参考文献98-101
• 致谢101-102
• 攻读硕士学位期间发表的论文102

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本文编号：956965