智能远传三相电表的研制
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摘要
信息化是加快我国实现工业化和现代化的必然选择。坚持以信息化带动工业化,工业化促进信息化发展;才能提高科技含量、增加经济效益、降低资源消耗、充分利用人力资源。智能化电能表数据采集系统就是电力行业信息化的很好应用。
电能表是电力企业收取电费的直接工具,其性能稳定性、测量准确性和可靠性关系到电力部门和用户之间的结算问题。现有的电能表集抄模式由于受到技术、经济的制约;还存在着如谐波干扰问题,掌上机红外抄表的人工问题,无线网络的传输质量与速率问题等等。采用网络集中抄表系统是一件使供电局、网络运营商及广大市民三方都受益的事情,因此引起了有关各方的极大关注与浓厚兴趣。
本课题主要研究一种基于MSP430F149单片机为核心控制处理器的智能远传三相电能表的硬件结构和软件流程设计。该仪表集电量参数监测计量与显示为一体,电量参数监测采用专用测量芯片CS5460A,液晶显示器。该仪表具有集成化程度高、功能强、系统结构简单、成本低、抗干扰能力强、功耗低等优点,满足电能智能化管理要求,易于产品化。该电表还能通过ENC28J60芯片与主控制器通信连接实现数据远传功能。可以方便地实现实时监测、高速数据采集、查表打印、系统监控等功能,是电能表集抄未来发展的一大趋势,具有很好的应用前景。
Informatization is the inevitable choice which accelerates to realize our industrialization and modernization. Only to insist on informatization bringing along industrialization and industrialization boosting informatization, we can heighten technology content, increase economy benefit, reduce resource consumption and make fully use of human resource. Smart electric meter data-collected system is useful applied in electric power industry informatization.
The electric energy meter is the direct tool used to receive electricity charge by electricity enterprise. The performance stabilization, measure veracity and reliability relates to the balance problem between the electricity department and the user. There are some problems existing in the mode of the existing electric energy meter copy collectively. Such as the harmonious wave disturbance problem, the false problem of the infrared note, the transfers quality and transfers velocity problem through the wireless network. The network convergence note system attracts so many attention and interest because it benefits power supply offices, operation dealers and the spacious citizens.
This paper basically studies the hardware structure and the software flow design of the smart remote transmission three-phase electric meter based on the MSP430F149 SCM as the core control processor. The instrument integrates computation with display of the electricity-flux parameter. The electricity-flux Parameter supervision adopts the special measure CMOS chip CS5460A and LCD. The instrument has some advantages such as high integration, powerful function, the simple system structure, low cost, strong disturb-resistant, low power consumption etc. It can meet the management requirement of the electricity energy intelligence and it is easy to productive. The electricity meter can achieve data long-distance transmission function through information communication between ENC28J60 and the main controller. The electricity meter has wide application foreground which can conveniently achieve so many functions such as real time survey, high speed data collection, query and print, system supervision etc and it is one of the main development trend in the future.
电能表是电力企业收取电费的直接工具,其性能稳定性、测量准确性和可靠性关系到电力部门和用户之间的结算问题。现有的电能表集抄模式由于受到技术、经济的制约;还存在着如谐波干扰问题,掌上机红外抄表的人工问题,无线网络的传输质量与速率问题等等。采用网络集中抄表系统是一件使供电局、网络运营商及广大市民三方都受益的事情,因此引起了有关各方的极大关注与浓厚兴趣。
本课题主要研究一种基于MSP430F149单片机为核心控制处理器的智能远传三相电能表的硬件结构和软件流程设计。该仪表集电量参数监测计量与显示为一体,电量参数监测采用专用测量芯片CS5460A,液晶显示器。该仪表具有集成化程度高、功能强、系统结构简单、成本低、抗干扰能力强、功耗低等优点,满足电能智能化管理要求,易于产品化。该电表还能通过ENC28J60芯片与主控制器通信连接实现数据远传功能。可以方便地实现实时监测、高速数据采集、查表打印、系统监控等功能,是电能表集抄未来发展的一大趋势,具有很好的应用前景。
Informatization is the inevitable choice which accelerates to realize our industrialization and modernization. Only to insist on informatization bringing along industrialization and industrialization boosting informatization, we can heighten technology content, increase economy benefit, reduce resource consumption and make fully use of human resource. Smart electric meter data-collected system is useful applied in electric power industry informatization.
The electric energy meter is the direct tool used to receive electricity charge by electricity enterprise. The performance stabilization, measure veracity and reliability relates to the balance problem between the electricity department and the user. There are some problems existing in the mode of the existing electric energy meter copy collectively. Such as the harmonious wave disturbance problem, the false problem of the infrared note, the transfers quality and transfers velocity problem through the wireless network. The network convergence note system attracts so many attention and interest because it benefits power supply offices, operation dealers and the spacious citizens.
This paper basically studies the hardware structure and the software flow design of the smart remote transmission three-phase electric meter based on the MSP430F149 SCM as the core control processor. The instrument integrates computation with display of the electricity-flux parameter. The electricity-flux Parameter supervision adopts the special measure CMOS chip CS5460A and LCD. The instrument has some advantages such as high integration, powerful function, the simple system structure, low cost, strong disturb-resistant, low power consumption etc. It can meet the management requirement of the electricity energy intelligence and it is easy to productive. The electricity meter can achieve data long-distance transmission function through information communication between ENC28J60 and the main controller. The electricity meter has wide application foreground which can conveniently achieve so many functions such as real time survey, high speed data collection, query and print, system supervision etc and it is one of the main development trend in the future.
引文
[1]蔡宁果,何晓琼.用8位单片机实现串口-以太网转换器[J].电子技术应用,2002(6)
[2]秦晶.CS5460A芯片及实现单相电能表现场校验仪[J].自动化仪器与仪表,2002(5)
[3]王志军.工业控制专用嵌入式以太网模块的开发[J].长春工业大学学报(自然科学版).2005(6)
[4]刑国稳,虞哲明.实时控制协议在工业以太网中的应用[J].微机算计机信息,2006(1)
[5]胡大可.MSP430系列超低功耗单片机原理和应用[M]。北京:北京航空航天大学出版社,2003
[6]魏小龙.MSP430系列单片机接口计术和系统设计实例[M]。北京:北京航空航天大学出版社,2002
[7]祁树胜.SPI接口以太网控制器ENC28J60及其应用[J].微计算机信息,2006(22).
[8]王幸之,钟爱琴,王雷.AT89系列单片机原理与接口技术[M],北京:北京航空航天大学出版社,2004
[9]何立民.单片机应用系统设计[M]北京航空航天大学出版社,1990
[10]焦继业.单片机嵌入式TCP/IP协议的研究与实现[J].西安科技大学硕士论文,2003(5)
[11]周立功.LPC900系列FLASH单片机应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.
[12]周晓阳,程红等.新型以太网控制器ENC28J60及其接口技术[J].单片机与嵌入式系统应用,2006(8)
[13]胡汉才.单片机原理与接口技术[M],清华大学出版社,1996
[14]Chris Nagy.Embedded System Design Using TI MSP430 Series[C].Texas Instruments Incorporated 2003
[15]赵丙镇.电力线高速通信技术的现状及发展[J],电力系统通信.2003-1(12)。
[16]许永和.EZ-USB FX系列单片机USB外围设备设计与应用[M].北京航空航天大学出版社,2002.
[17]李华.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京航空航天大学出版社,1993(8)
[18]余华芳,刘健.单片机与液晶显示模块的软硬件接口技术[J].液晶与显示,2003(4)
[19]精电蓬远公司.内藏KS0108B/HD61202控制器图形液晶显示模块使用手册[S].2002.
[20]邬宽明.单片机外围器件实用手册[M].北京:北京航空航天大学出版社,1998
[21]刑国稳,虞哲明.实时控制协议在工业以太网中的应用[J].微机算计机信息,2006(1)
[22]韦安,刘国平.工业实时TCP/IP协议栈的研究与开发[J].控制工程,2005(7)
[23]潘爱民.计算机网络(第4版)清华大学出版社,2006
[24]Brian Merritt.PWM DC Motor control Using Timer A of the MSP430[M]Texas Instruments Incorporated,2003
[25]葛永明.嵌入式系统以太网接口的设计[J].电子技术应用,2002(8)
[26]万静华,丁亚军.以太网控制器的嵌入式设备网络互联[J].单片机与嵌入式系统应用,2001(12)
[27]陈华.基于TCP/IP网络技术的嵌入式系统的研究[J].浙江大学硕士学位论文,2004
[28]刘彦明,李鹏.实用网络编程技术[M].西安电子科技大学出版社,1998
[29]陈奎,吴爱国,游洲.用ENC28J60和FEGA设计通用以太网控制器[J],电子产品世界,2005(11).
[30]沈建华,扬艳琴等.MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用[M],清华大学出版社,2004
[31]余永权.ATMEL89系列单片机应用技术[M],北京:航空航天大学出版,2002
[32]蔡慧,赵荣祥.采用SPI接口实现DSP和MCS-51之间的通讯[J].农机化研究,2004(11)
[33]刘小端 曾国宏.基于MSP430F149的低成本智能型电力监测仪[J].电子技术,2002(4)
[34]Crystal公司.CS5460A使用手册[S]
[35]蔡素雄.MSP430F149在电力测控保护产品中的应用[J].单片机与嵌入式系统应用,2004(8)
[36]胡广书.数字信号处理理论、算法与实现[M].清华大学出版社,1997(8)
[37]陈洁.三相交流电量采集算法的研究[J].武汉大学硕士学位论文,2005(4)
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[41]胡大可.MSP430系列单片机C语言程序设计与开发[M].北京航空航天大学出版社,2003(1)
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