基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用

摘要

随着城市现代化建设的发展，居民住宅小区的大量崛起，使得城市的建设规模日益扩大，管理工作也愈加复杂和繁重，原来的人工抄表己不能胜任现在的工作，新的抄表系统如掌上机抄表系统、远程抄表系统应运而生。随着移动通信和计算机技术的发展，使得现代网络通信技术，如GPRS、CDMA、GSM，运用到远程抄表系统中已成为可能。为了适应网络的需要，在电度表改造或研制方面，出现了磁卡式电表、电卡式电表、IC卡电表、全电子电表、带有通信接口的电度表等多种类型的表计。其中带有通信接口的电度表又以其快速简单的抄表方式，无需人工上门抄表，精确的电能计量等优点成为新一代电度表发展的方向。本文研究的就是这种带有通信接口的电度表，即电能监测采集终端。 本文首先介绍了目前国内电力电表抄表行业的现状和技术，接着对电表电量的采集和校准进行详细的技术分析，特别是为保证电表计量的精度和测量的稳定性，提出三相电能表的优化计算方法，确定电能表采集、计算和传输的设计原理、步骤和方法。 为了保证电能采集和计量的精度，本系统选用了Microchip公司的PIC系列单片机，并选用了高精度的三相电能采集计量芯片ATT7022B。为了保证系统在掉电情况下采集的数据不丢失，本系统还采用了先进的数据存储方式-FRAM。本系统还开发了掌上PDA抄表的功能，能用红外线实现掌上抄表。 最后的测试结果表明，有功测量满足0.5S/0.2S，支持IEC687/1036，GB/T17883-1999，无功测量满足2级、3级，支持IEC1268，GB/T17882-1999；并能实现分时计量、最大需量计量和预付费计量，并可防窃电；并有多种通信方式，如红外线通信、RS232、RS485等，并能满足国标通信协议DLT645和IrDA1.0。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

第2章PIC单片机主机单元原理概述

第3章电能数据采集计量单元的设计

第4章数据传输单元和存储器单元的设计

第5章液晶显示和时钟单元的设计

第6章电能监测采集终端的测试结果和分析

第7章总结和展望

参考文献

致谢

发表论文

附录一

附录二

附录三