基于ATT7053AU和PIC单片机的多功能高精度采集模块的设计

发布时间：2017-06-10 00:05

  本文关键词：基于ATT7053AU和PIC单片机的多功能高精度采集模块的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了响应国家“十二五规划”中提出的发展智能电网战略,为了实现智能电网中提出的“电力用户与电网之间的便捷互动和电网管理的信息化”这两大要求,电力用户对于用电信息管理的智能化以及透明化要求越来越高。在未来的几年内,伴随着国家电网智能化建设的发展,智能电表的普及率会有极大的提高。据有关消息报道,截止到2020年,智能电表的电力用户的覆盖率将会达到100%。论文首先结合国内外对电能计量的发展趋势以及研究现状的分析与总结,比较了各种设计方案的优缺点,最终确定了一款软硬件相结合的用电信息采集模块。本设计的硬件架构采用电能专用计量芯片和MCU的方式,将单相电能计量芯片ATT7053AU做为电能信息采集的前端,选用PIC18F88J6做为主控制芯片,PIC18F88J60通过对ATT7053AU采集到的电能信息进行二次处理,上传到PC上位机,上位机做出各项操作指示。其次论文采用用模块化的设计思想,分别对各种模块功能的硬件框架和接口程序做了详细的分析与设计,实现了对电能信号的采集、计量、以及对突发事件的处理与通讯的管理等功能,同时支持用户通过手机APP实现对电能输出通道的实时监控。最后通过对设计完成的采集模块进行实际的调试与分析,该模块能够达到最初的预期效果,结果表明,采用MCU与计量芯片的总体架构是可以实现的,同时有多种通讯方式,如RS232,Earthnet通讯,对未来的电网智能化趋势发展有着实际的作用。
【关键词】：智能电网 用电信息智能采集 ATT7053AU PIC18F88J60 手机APP
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM76;TP274.2
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-16
• 1.1 课题研究背景及意义12
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势12-14
• 1.2.1 国内外研究现状12-14
• 1.2.2 发展趋势14
• 1.3 论文主要研究内容及章节安排14-16
• 2 智能用电信息采集模块的硬件框架设计16-30
• 2.1 总体方案设计16-17
• 2.2 微控制器芯片选型与电路介绍17-19
• 2.3 电能计量芯片ATT7053AU介绍19-23
• 2.4 电源模块电路介绍23-24
• 2.5 实时时钟模块电路介绍24-26
• 2.6 温度检测电路模块26
• 2.7 数据存储单元电路26-28
• 2.8 无线WIFI模块电路28-30
• 3 智能用电信息采集模块的软件框体设计30-33
• 3.1 软件系统整体框体30-31
• 3.2 软件系统开发流程31
• 3.3 软件开发环境31-33
• 4 硬件接口程序设计33-46
• 4.1 计量芯片ATT7053AU的接口设计33-36
• 4.1.1 计量芯片ATT7053AU的4线SPI接口简介33-34
• 4.1.2 计量芯片ATT7053AU的函数接口设计34-36
• 4.2 时钟芯片DS1302的接口设计36-38
• 4.2.1 时钟芯片DS1302与MCU的模拟3线SPI接口描述36-37
• 4.2.2 时钟芯片DS1302的函数接口设计37-38
• 4.3 温度传感器DS18B20的接口设计38-40
• 4.3.1 温度传感器DS18B20的单线总线通讯描述38-39
• 4.3.2 温度传感器DS18B20的函数接口设计39-40
• 4.4 Flash芯片的接口设计40-46
• 4.4.1 Flash芯片SST25VF016B指令与SPI通讯时序描述40-42
• 4.4.2 Flash芯片函数的接口设计42-46
• 5 系统采用的通讯协议46-49
• 5.1 采集模块的服务器读取协议46-47
• 5.2 模拟量信号的读取协议47-48
• 5.3 采集模块当前时间的读取协议48
• 5.4 对采集模块的各输出通道状态采集以及漏电预警读取协议48-49
• 6 用电信息智能采集模块的检测与结果分析49-52
• 7 总结与展望52-54
• 7.1 工作总结52
• 7.2 未来展望52-54
• 参考文献54-56
• 作者简历56

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本文编号：436950