基于RN8209C的高精度费控电能表的研制
本文关键词: 智能电能表 RN8209C 软件平台 误差校正 MATLAB 出处:《扬州大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:本文设计了基于RN8209C计量芯片的一款单相高精度费控智能电能表。采用了超大规模数字信号处理芯片、永久保存信息的存贮器、全隔离标准RS485通讯接口和红外通讯、大画面宽温液晶显示和信息安全加密ESAM模块等先进技术。该表集众多功能于一体,具有电能量计量、信息存储及处理、实时监测、自动控制、信息交互等功能,可有效地杜绝欠费行为。具有精度高、功能强、稳定性好等特点,是国家电网集中采购的居民用户电能表,可实现电力线组网集中抄表、费控功能。首先介绍了智能电能表行业的发展现状,描述了其广阔的发展空间和发展的客观必要性,同时对国内外研究的热点以及现状进行了介绍。第二章介绍了单相电能表的计量原理和国家电网公司对于智能电能表制定的技术规范与功能要求。然后对比常用的电能表硬件系统构架,选取了“专用计量芯片+MCU"的系统构架下,进行了系统的硬件设计。前端采用锐能微的第三代计量芯片RN8209C作为数据采集和电能计量芯片,选用瑞萨RL78系列MCU(16位)R7F0C004M2DFB作为核心管理芯片。接着根据平台移植的需要,对软件系统进行了模块划分。定义并设计了包含配置层、平台层和应用层的软件系统平台。配置层包含系统底层配置和硬件驱动;平台层包含系统消息驱动机制、存储管理以及计量和通信部分;应用层包含各种任务的实现流程。其次,精度作为衡量电能表好坏的重要标准,却存在各种干扰。借助MATLAB的cftool工具箱,通过对自热影响下的误差数据进行分析,拟合得到误差变化曲线。然后通过软件补偿的方式提高了计量的精度。同样电压的变化是影响计量精度,论文详细介绍了电压影响下精度校正的流程。提高了自热影响和电压影响下电能表的精度。最后对本文的工作进行了总结,指出了论文中的不足之处,同时也对后续研究工作进行了展望。
[Abstract]:In this paper, a single-phase and high-precision cost control intelligent watt-hour meter based on RN8209C metering chip is designed. It uses a large scale digital signal processing chip, a memory for permanent storage of information, a fully isolated standard RS485 communication interface and infrared communication. Large screen wide temperature liquid crystal display and information security encryption ESAM module and other advanced technology. The table has many functions, such as electric energy measurement, information storage and processing, real-time monitoring, automatic control, information exchange, etc. It has the characteristics of high precision, strong function, good stability and so on. It is a household electric energy meter which is purchased centrally by the State Grid. It can realize the centralized meter reading of power line network. First of all, the paper introduces the development of intelligent watt-hour meter industry, describes its broad development space and the objective necessity of development. Chapter two introduces the measurement principle of single-phase watt-hour meter and the technical specification and function requirement of smart watt-hour meter made by State Grid Company. Hardware architecture of watt-hour meter based on, The hardware design of the system is carried out under the system framework of "special metering chip MCU". The front-end uses the third generation metrological chip RN8209C, which can be used as data acquisition and electric energy metering chip, in the front end. The R7F0C004M2DFB is selected as the core management chip, and the software system is divided into modules according to the need of platform transplantation, and the configuration layer is defined and designed. The software system platform of platform layer and application layer. The configuration layer includes system bottom configuration and hardware driver, platform layer includes system message driving mechanism, storage management, metrology and communication. The application layer contains the realization flow of various tasks. Secondly, as an important standard to measure the quality of the watt-hour meter, there are all kinds of interference. With the help of the cftool toolbox of MATLAB, the error data under the influence of self-heating are analyzed. The error variation curve is obtained by fitting. Then, the accuracy of measurement is improved by software compensation. The same voltage change affects the measurement accuracy. This paper introduces the process of precision correction under the influence of voltage in detail. It improves the precision of watt-hour meter under the influence of self-heating and voltage. Finally, the work of this paper is summarized, and the shortcomings of the paper are pointed out. At the same time, the future research work is also prospected.
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM933.4
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,本文编号:1546695
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