毕业设计--智能IC多功能电表的设计

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1、 I 毕业设计（论文） 智能智能 ICIC 多功能多功能电表的设计电表的设计 学院（系） ： 自动化学院 专业班级： 电气 1105 班 学生姓名： 指导教师： II 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，电路集成化程度更高，出现了单片机、DSP、

2、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；

3、 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；DSP III Abstract The rapid development of smart grid directly promotes the rapi

4、d upgrading of smart electric meters. The earliest electric meter is the mechanical meter, which measures electricity by rotating the dial via a torque generated by the magnetic field. There are so many disadvantages in this way. For example, the magnetic field is so susceptible to the interference

5、from external environment that the measurement is not enough accurate and the sensitivity and stability is poor. Then the electronic electric meter was invented, which abandoned the earlier mechanical measurement method. The electronic meter uses an integrated circuit for data processing. It greatly

6、 improved the accuracy of measurement, and greatly reduced the volume of meters. With the rapid development of electronic technology recently, the integrated circuit is higher intergraded than before, and the MCU (microcontroller), DSP, ARM and other microprocessors is appeared. They are applied to the meter as intelligent integrated chip and the electric meters have more functions. This paper designed a smart electric meter, which can detect power, display, read the IC card information,