本文關(guān)鍵詞：嵌入式智能電表及上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計　出處：《華南理工大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 智能電表 MSP430 無功功率 功率因數(shù) 軟件校表

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各行業(yè)對電能的需求量逐年攀升，在資源日益潰乏的今天，電力供求不平衡之間的矛盾逐漸凸顯，合理使用電資源已成為社會廣泛關(guān)注的課題。為了緩解電力資源不足的問題，國家出臺了一系列電費(fèi)計量政策，用經(jīng)濟(jì)杠桿宏觀調(diào)控人們的用電行為，以達(dá)到科學(xué)節(jié)能的目的。多種電費(fèi)計價方式的推行，促使具有綜合業(yè)務(wù)能力的新型智能電表的研究與開發(fā)。 針對目前國內(nèi)電表在功能、成本和應(yīng)用等方面的局限，本文設(shè)計了一款基于MSP430F4794微處理器的低功耗、低成本智能電表及上位機(jī)系統(tǒng)。它支持復(fù)費(fèi)率、階梯費(fèi)率及功率因數(shù)影響因子的電費(fèi)計量方式，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時時鐘、定時備份數(shù)據(jù)、監(jiān)控環(huán)境溫濕度等功能，同時具有預(yù)估未來一段時間用電器耗能量與二氧化碳排放量的能力。結(jié)合上位機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)，智能電表的備份數(shù)據(jù)能以報表、詳細(xì)數(shù)據(jù)清單、數(shù)據(jù)曲線的方式呈現(xiàn)給用戶，，方便用戶進(jìn)一步分析與處理。整個嵌入式智能電表與上位機(jī)系統(tǒng)提供良好的人機(jī)界面，可實(shí)現(xiàn)用戶個性化服務(wù)配置和軟件校表功能。本文主要在下列幾方面進(jìn)行研究： （1）針對目前電能表的應(yīng)用背景大多是“一戶一表”制或“多戶一表”制的特點(diǎn)，提出了“一用電器一表”的應(yīng)用，適應(yīng)市場的需求。根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)劃分為智能電表和上位機(jī)軟件兩部分設(shè)計。 （2）結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析了目前電能表的主要設(shè)計方案，確定了硬件簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、性能優(yōu)越的單片SOC(System On a Chip)解決方案，在此基礎(chǔ)上，論證了以MSP430F4794為核心處理器的硬件結(jié)構(gòu)的可行性。 （3）根據(jù)主控芯片的特點(diǎn)，給出了接口外圍電路的設(shè)計方法，并詳細(xì)闡述了嵌入式部分軟件結(jié)構(gòu)和設(shè)計流程。 （4）結(jié)合功能需求，介紹上位機(jī)軟件基本功能及實(shí)現(xiàn)思想。 在的實(shí)際測試中，嵌入式智能電表及上位機(jī)系統(tǒng)的計量精度達(dá)到1.0級電能表的標(biāo)準(zhǔn)。它的硬件成本低廉，開發(fā)周期短，功能強(qiáng)大，用戶體驗(yàn)良好，具有廣闊的市場前景。
[Abstract]:With the rapid development of economy, the demand for electricity in various industries is rising year by year, and the contradiction between the imbalance of power supply and demand is becoming more and more prominent. In order to alleviate the shortage of power resources, the government has issued a series of electricity metering policies, using economic leverage to macro-control people's behavior of electricity consumption. In order to achieve the purpose of scientific energy saving, the implementation of various pricing methods of electricity charges promotes the research and development of new intelligent meters with comprehensive business capability. Aiming at the limitation of function, cost and application of domestic ammeter, a low power consumption based on MSP430F4794 microprocessor is designed in this paper. Low cost intelligent meter and upper computer system. It supports the tariff metering mode of complex rate, step rate and power factor, and can realize the functions of real-time clock, timing backup data, monitoring environment temperature and humidity and so on. At the same time, it has the ability to estimate the energy consumption and carbon dioxide emissions of electric appliances for some time in the future. Combined with the software of upper computer, the backup data of intelligent meter can be listed by report and detailed data. The data curve is presented to the user, which is convenient for the user to further analyze and process. The whole embedded intelligent meter and the upper computer system provide a good man-machine interface. The function of user personalized service configuration and software table calibration can be realized. This paper mainly studies the following aspects: 1) in view of the fact that the application background of electric energy meter is mostly "one household, one meter" system or "multi-household one meter" system, the application of "one electric appliance and one meter" is put forward. According to the functional requirements of the system, the overall structure of the system is determined, and the system is divided into two parts: intelligent meter and upper computer software. Combined with the current research situation at home and abroad, this paper analyzes the main design scheme of the current watt-hour meter, and determines the hardware is simple and the structure is compact. Superior performance of the single-chip SOC(System on a Chip solution, based on this. The feasibility of hardware architecture with MSP430F4794 as the core processor is demonstrated. According to the characteristics of the main control chip, the design method of the peripheral circuit of the interface is given, and the software structure and design flow of the embedded part are described in detail. Combined with functional requirements, the basic functions and realization ideas of upper computer software are introduced. In the actual test, the measuring accuracy of embedded intelligent meter and upper computer system is up to the standard of 1.0 class watt-hour meter. Its hardware cost is low, the development period is short, the function is powerful, and the user experience is good. There is a broad market prospect.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM933.4;TP368.1

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本文編號：1370974