智能IC多功能电表的设计——毕业论文

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1、武汉理工大学毕业设计（论文）武汉理工大学毕业设计（论文）智能IC多功能电表的设计学院（系）：自动化学院专业班级：电气学生姓名：指导教师：IV武汉理工大学毕业设计（论文）摘要智能电网的迅猛发展直接推动了智能电表的快速更新换代。最早使用的电表是机械式电表，通过磁场对转盘产生的力矩转动转盘计费，这种电表弊端极多，磁场很容易受到外界环境的干扰，导致电能计量不精确，灵敏度和稳定性很差。其后兴起的电子式电能表抛弃了早先的机械式计量方式，利用集成电路进行数据处理，很大程度上提高了计量的精度，同时大大减小了电能表的体积。随着近年来电子技术的飞速发展，电路

2、集成化程度更高，出现了单片机、DSP、ARM等微处理器，人们将这些智能化集成芯片应用于电表中，使之具有更强大的功能。本文设计了一款具有功率检测、显示功能，并能读取IC卡信息，能对电量进行管理的智能多功能电表。本设计以DSP微处理器作为核心，将采样得到的电参量进行实时分析，可存储测量结果，并通过网络将结果反馈给上位机，有显示和简单的操作功能，实现了人机交互。本文首先介绍了智能电表发展的背景、国内外发展现状和所涉及到的基本理论概念；然后介绍了系统硬件电路的设计，包括对前置电路、A/D采样电路、DSP数据处理系统，以及输入输出系统和IC卡读写模

3、块的设计，讲述了元器件的选型理由和每个模块的硬件连接电路；其次详细说明了谐波功率测量及仿真验证方法，包括了对于周期信号的傅立叶级数分解公式、DFT的基本原理和FFT算法概念的介绍，分析了谐波存在情况下的功率计算方法，介绍了DSP的浮点库，利用MATLAB对FFT算法进行验证，给出了简单的谐波电能计量例子；最后介绍了系统的软件设计，利用模块化设计结构，分为DSP主程序、AD采样子程序、按键子程序、主循环流程几个部分进行说明。关键词：智能电表；FFT；AD转换；DSPIV武汉理工大学毕业设计（论文）AbstractTherapiddevelo

4、pmentofsmartgriddirectlypromotestherapidupgradingofsmartelectricmeters.Theearliestelectricmeteristhemechanicalmeter,whichmeasureselectricitybyrotatingthedialviaatorquegeneratedbythemagneticfield.Therearesomanydisadvantagesinthisway.Forexample,themagneticfieldissosusceptib

5、letotheinterferencefromexternalenvironmentthatthemeasurementisnotenoughaccurateandthesensitivityandstabilityispoor.Thentheelectronicelectricmeterwasinvented,whichabandonedtheearliermechanicalmeasurementmethod.Theelectronicmeterusesanintegratedcircuitfordataprocessing.Itgr

6、eatlyimprovedtheaccuracyofmeasurement,andgreatlyreducedthevolumeofmeters.Withtherapiddevelopmentofelectronictechnologyrecently,theintegratedcircuitishigherintergradedthanbefore,andtheMCU(microcontroller),DSP,ARMandothermicroprocessorsisappeared.Theyareappliedtothemeterasi

7、ntelligentintegratedchipandtheelectricmetershavemorefunctions.Thispaperdesignedasmartelectricmeter,whichcandetectpower,display,readtheICcardinformation,andbeabletomanagetheelectricpower.ThisdesignusesDSPastheCPUofthesystem.Itcananalysiselectricalparametersthathavebeencoll

8、ectedinreal-timeandstorethemeasurementresults,andthenfeedbacktheseresultstotheuppercomputerthrou