【摘要】：電能表是我國應(yīng)用最廣泛的儀表之一，然而隨著智能電網(wǎng)的改造政策和能源計量管理水平的不斷提高，對電能表的功能要求越來越高。不僅需要對電網(wǎng)參數(shù)進行精確的測量，而且能夠?qū)﹄娔苜|(zhì)量進行系統(tǒng)的分析和對用電狀態(tài)進行實時監(jiān)控。以簡單的8位單片機為控制核心的電子式電能表，，由于數(shù)據(jù)寬帶及數(shù)據(jù)處理速度的瓶頸，已難以滿足智能電網(wǎng)不斷發(fā)展的要求，開發(fā)基于高性能處理器和嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合的智能電表已成為國內(nèi)外的研究熱點。本文針對智能電網(wǎng)監(jiān)控，設(shè)計了一種新型的基于ARM的智能電表系統(tǒng)并完成相關(guān)實驗，具體內(nèi)容如下： 本文設(shè)計的智能電表系統(tǒng)主要劃分為三個部分：智能電表系統(tǒng)的硬件設(shè)計；嵌入式Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)與移植；智能電表系統(tǒng)的軟件設(shè)計。系統(tǒng)選用主流的ARM微處理器S3C2440作為系統(tǒng)主控制器，ADE7758芯片作為系統(tǒng)核心計量芯片，并根據(jù)需要給出了具體的硬件電路設(shè)計，包括：ARM系統(tǒng)硬件、互感器電路、信號調(diào)理電路、繼電器驅(qū)動電路、以及電參數(shù)計量電路設(shè)計。 設(shè)計了嵌入式系統(tǒng)。采用基于2.6內(nèi)核版本的嵌入式ARM-Linux，完成基于ARM9的嵌入式Linux系統(tǒng)移植開發(fā)。具體包括：搭建開發(fā)平臺，建立嵌入式交叉編譯環(huán)境；在分析嵌入式系統(tǒng)引導(dǎo)加載程序Bootloader的基礎(chǔ)上，修改U-Boot源碼并進行U-Boot的編譯和移植；理解嵌入式Linux系統(tǒng)的內(nèi)核架構(gòu)和啟動流程，完成了針對本系統(tǒng)的內(nèi)核源碼修改、編譯及其移植；同時根據(jù)應(yīng)用需求，選擇YAAFFS2文件系統(tǒng)作為根文件系統(tǒng)，給出根文件系統(tǒng)實現(xiàn)過程。 針對智能電表系統(tǒng)特點，進行了系統(tǒng)軟件設(shè)計，完成了設(shè)備驅(qū)動開發(fā)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)Boa服務(wù)器的構(gòu)建及系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)。經(jīng)實驗，該智能電表系統(tǒng)在保證現(xiàn)場數(shù)據(jù)準確測量和實時顯示的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了遠程測控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性較高、性價比較好，具有廣泛的應(yīng)用價值。
【圖文】：

1.2.1 電能表的發(fā)展歷程1.感應(yīng)式電能表1880 年，美國發(fā)明家愛迪生通過電解的原理發(fā)明了直流電能表，這便是最早的電能表。由于交流電的發(fā)現(xiàn)并得到廣泛的應(yīng)用，于是對電能表功能就會有許多新的要求。1888 年，意大利物理學(xué)家費拉里斯最先想到把旋轉(zhuǎn)磁場應(yīng)用在交流電能測量上。1889年，德國人布勒泰研制了一種感應(yīng)式電能表，其沒有單獨的電流鐵心。1890 年，研制出了帶電流鐵心的機械式電能表，其靠交流電磁鐵產(chǎn)生制動力矩，把銅環(huán)作為轉(zhuǎn)動元件。這種情況一直延續(xù)到 19 世紀末，為了降低轉(zhuǎn)動元件的旋轉(zhuǎn)速度并提高轉(zhuǎn)矩，改用永久性磁鐵來獲得制動力矩；對于表的技術(shù)機構(gòu)方面也經(jīng)過了許多的改進，鋁圓盤取代了銅制圓轉(zhuǎn)盤。到這個時候，基本形成了感應(yīng)電能表的在制造方面的理論，在一百多年里，通過不斷的更新和完善，感應(yīng)電能表在制造方面的技術(shù)也日趨于成熟。感應(yīng)電能表有著許多的優(yōu)點，如其制造比較簡單、可靠性能好、價格比較低廉等，所以，一直到現(xiàn)在許多發(fā)展中國家包括我國，甚至是在一些發(fā)達國家，感應(yīng)電能表仍然被廣泛的使用。國內(nèi)使用比較廣泛的感應(yīng)電能表如圖 1.1 所示，國外使用較常見的感應(yīng)式電能表如圖 1.2 所示。

1.2.1 電能表的發(fā)展歷程1.感應(yīng)式電能表1880 年，美國發(fā)明家愛迪生通過電解的原理發(fā)明了直流電能表，這便是最早的電能表。由于交流電的發(fā)現(xiàn)并得到廣泛的應(yīng)用，于是對電能表功能就會有許多新的要求。1888 年，意大利物理學(xué)家費拉里斯最先想到把旋轉(zhuǎn)磁場應(yīng)用在交流電能測量上。1889年，德國人布勒泰研制了一種感應(yīng)式電能表，其沒有單獨的電流鐵心。1890 年，研制出了帶電流鐵心的機械式電能表，其靠交流電磁鐵產(chǎn)生制動力矩，把銅環(huán)作為轉(zhuǎn)動元件。這種情況一直延續(xù)到 19 世紀末，為了降低轉(zhuǎn)動元件的旋轉(zhuǎn)速度并提高轉(zhuǎn)矩，改用永久性磁鐵來獲得制動力矩；對于表的技術(shù)機構(gòu)方面也經(jīng)過了許多的改進，鋁圓盤取代了銅制圓轉(zhuǎn)盤。到這個時候，基本形成了感應(yīng)電能表的在制造方面的理論，在一百多年里，通過不斷的更新和完善，感應(yīng)電能表在制造方面的技術(shù)也日趨于成熟。感應(yīng)電能表有著許多的優(yōu)點，如其制造比較簡單、可靠性能好、價格比較低廉等，所以，一直到現(xiàn)在許多發(fā)展中國家包括我國，甚至是在一些發(fā)達國家，感應(yīng)電能表仍然被廣泛的使用。國內(nèi)使用比較廣泛的感應(yīng)電能表如圖 1.1 所示，國外使用較常見的感應(yīng)式電能表如圖 1.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM933.4

【參考文獻】

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本文編號：2522121