三相本地费控智能电能表的设计

发布时间：2017-09-26 22:30

  本文关键词：三相本地费控智能电能表的设计

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【摘要】：随着电子技术和通信技术的飞速发展,电力设备逐渐实现了智能化、数字化、网络化,为智能电网的发展奠定了技术基础。智能电网的发展对电能表的相关技术提出了新的要求,在功能及智能化方面提出了更高的目标,除了具备基本的计量功能之外,还要实现分时计量功能、预付费功能、结算功能、负荷监控、用电管理及相关控制功能。本设计从电能表实际应用的角度出发,结合相关电能表的设计要求,针对本地及远程预付费相关功能设计了一款三相智能电能表,本设计的主要特点是能够实现本地充值、扣费及拉合闸控制功能。设计过程整体上采用模块化的设计思路和面向对象的设计思想,通过对电能表系统设计要求进行分析,将系统设计分解为的若干子模块,先针对模块进行开发及测试,最后进行系统联调与验证。在硬件设计方面,采用基于ARM Cortex-M3内核的CP3268为主控芯片,ADE7878为计量芯片,此外,本设计主要针对CPU卡模块、ESAM模块及继电器控制模块进行设计,同时对CPU卡模块与ESAM模块之间的数据交互进行分析和设计,在对继电器控制模块电路设计中增加了容错方面的处理;软件设计方面,采用C++语言进行分层次、分模块的设计开发,对模块功能进行抽象,建立相应的模型,降低模块之间的耦合度,提高了系统的开发效率及可维护性。通过对电能表的设计进行全面的调试和测试,验证了本地费控智能电能表设计的各项功能及性能指标。三相本地费控智能电能表的设计具有计量精确、功能完善、性能可靠等特点,达到了既定的设计要求。
【关键词】：智能表 安全模块 CPU卡
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM933.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 智能电表研究的背景8-9
• 1.2 课题研究的目的及意义9-10
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势10-14
• 1.3.1 国外智能电表的研究现状10-12
• 1.3.2 国内智能电表的研究现状12
• 1.3.3 智能表的发展趋势12-14
• 1.4 本文的主要内容及文章结构14-16
• 第2章 智能电能表系统设计16-22
• 2.1 智能电能表的设计要求16-19
• 2.1.1 智能电能表功能设计要求16-18
• 2.1.2 智能电能表性能设计要求18-19
• 2.1.3 智能电能表数据安全设计要求19
• 2.2 本地费控智能表的系统设计方案19-21
• 2.2.1 本地费控智能电能表系统设计思想19-20
• 2.2.2 本地费控智能电能表系统设计框图20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 本地费控智能电能表的硬件设计22-40
• 3.1 硬件设计思路22-23
• 3.2 微控制器模块硬件设计23-25
• 3.2.1 微控制器介绍23-24
• 3.2.2 CP3268微控制器外围电路24-25
• 3.3 计量模块硬件设计25-29
• 3.3.1 ADE7878计量芯片功能及主要特性26-27
• 3.3.2 计量电路27-29
• 3.4 本地费控模块硬件设计29-33
• 3.4.1 安全模块29-30
• 3.4.2 卡通讯模块30-33
• 3.5 继电器控制模块硬件设计33-35
• 3.6 看门狗电路模块硬件设计35-37
• 3.7 时钟模块硬件设计37-38
• 3.8 本章小结38-40
• 第4章 本地费控智能电能表的软件设计40-58
• 4.1 软件设计整体介绍40-42
• 4.1.1 软件设计思想40-41
• 4.1.2 软件开发环境介绍41-42
• 4.2 软件系统设计架构42-43
• 4.3 数据存储结构设计43-44
• 4.4 计量模块软件设计44-47
• 4.4.1 校表流程设计45-46
• 4.4.2 电能计量流程设计46-47
• 4.5 扣费流程设计47-48
• 4.6 安全认证模块软件设计48-52
• 4.6.1 7816协议介绍48-50
• 4.6.2 CPU卡与ESAM安全模块交互的设计50-52
• 4.7 通讯模块设计52-54
• 4.8 时钟模块软件设计54-55
• 4.9 继电器控制软件设计55-56
• 4.10本章小结56-58
• 第5章 系统联调与试验58-70
• 5.1 电能计量误差的调试58-65
• 5.2 电能量计量组合示值误差测试65-66
• 5.3 扣费功能的调试66-67
• 5.4 读卡功能的调试67-68
• 5.5 通讯功能的调试68-69
• 5.6 本章小结69-70
• 第6章 结论70-72
• 6.1 总结70
• 6.2 前景展望70-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76
• 攻读学位期间的研究成果76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 张保会;郝治国;;智能电网继电保护研究的进展(一)——故障甄别新原理[J];电力自动化设备;2010年01期

2 费翔林，张帆;面向对象分析方法综述[J];小型微型计算机系统;1995年09期

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本文编号：926098