电力智能仪表的设计与实现

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1、东南大学硕士学位论文电力智能仪表的设计与实现姓名：陆天炜申请学位级别：硕士专业：控制科学与工程；模式识别与智能系统指导教师：章国宝20110326摘要随着电力产业的不断发展，用电需求的大大提高，广大工矿企业、公用设施、智能大厦等在满足用电的同时，在如何安全、高效的使用电能方面提出了更高的要求。本文从应用的角度出发，设计开发了一款电力智能仪表表，该电表在具有完整的电参量的测量和显示功能的同时，具有分析电能质量的功能以及脉冲输出和报警功能。本文首先阐述了研究该课题的背景和意义，概括了国内外智能电表的现状，并介绍了

2、智能电表的发展趋势。接着对本项目做了详细的需求分析，包括功能需求，硬件需求，软件需求等，经过对需求的分析，给出了本系统设计的总体方案。根据系统的总体设计方案，我们分别介绍了电力智能仪表的硬件设计和软件实现。对于硬件平台，我们按照MCU模块，LCD模块，基于MODBUS的485通讯模块，存储器模块的顺序加以分析，并对其PCB的绘制、抗干扰的设计给予了介绍。而对于软件实现，我们从系统的主循环开始，介绍了主要流程图，然后对比较重要的模块，例如交流采样模块，12C模块，UART模块等做了分析，最后，结合之前FFT的知

3、识，给出了如何计算64点FFT的优化程序。最后，对本文进行了总结，并针对本电力智能仪表系统存在的一些问题，提出了更高的要求。关键词：电力智能仪表，C8051F021，SL4816，MODBUS，谐波，FFTAbstractWiththedevelopmentofelectricpowerindustry，thedemandofelectricityimprovesgreatly．Peopleinmineralandindustrialenterprise，publicfacilities，intelligen

4、tbuildingputpowermeteronthenewrequirement．Toreachtheaimofengineeringapplication，akindofintelligentpowermeterisdesignedanddevelopedinthispaper．ThispowermeterCallmeasureandcalculatemanykindsofpowerparameters，italsohavetheabilitytoanalysispowerquality，tolanuch

5、pulse，tosendanalarmsignal．Firstly，thebackgroundandsignificanceofthisresearchisdescribed，therelatedtheoriesembodingtheintelligenceofpowermeteralesummarized，andthetrendofpowermeterathomeandabroadisintroduced．Thenadetaileddemandofthisprojectisanalyzed，includin

6、gthehardwareindex，thesoftwarefunctionandneedsoftheappearance．Afterthedemandanalysis，theoveralldesignofthepowermeterisobtained．Secondly，basedontheoveralldesign，thedesignandimplementofhardwaredesign，softwaredesignareintroducedseparately．Forthedesignofhardware

7、platform,processormodule，LCDmodules，communicationmodulesbasedonMODBUS,memorymodules，alepresentedonebyone．WealsointroducedthePCBdesignandanti·interferencedesign．Forthedesignofsoftwareplatform，weintroducedthemainloopofthesystem，theflowchart，andthen,thealtemat

8、ingcurrentcollectionmodules，12Cmodules，UARTmdules，arepresentedonebyone．Atlast，accordingtotheknowledgeofFFT，weintroducedthe64pointFFTtransformprogram．Finally，asummaryisgivenandthefollow-upworkofthedevel