一、課題綜述及研究意義 課題綜述:本論文主要研究預付費電度表的設計。該設計是基于單片機為核心來實現(xiàn)的。單相預付費電度表主要包括電能計量系統(tǒng)和預付費系統(tǒng),電能計量系統(tǒng)完成電能測量、電能值顯示、超負荷斷電等功能;預付費系統(tǒng)主要利用IC卡實現(xiàn)先付費,再用電。硬件電路主要包括電能計量電路、控制部分、顯示電路、IC卡接口電路、電能存儲電路、電源、時鐘電路、報警電路等。軟件部分則包括存儲器讀寫子程序、計量子程序、顯示子程序的設計。 研究意義:在工業(yè)和日常生活中,電已成為必備品之一,享有重要的地位。而電度表作為電能計量工具,在國民經(jīng)濟各部門中得到廣泛應用。長期以來,使用的都是機械式感應電度表,老式的電度表大都靈敏度差、測量精度低、易受電磁干擾。為了改變這個狀態(tài),也為了改善用電量不均衡的現(xiàn)象、調(diào)節(jié)復合曲線、合理利用電能,國內(nèi)部分省市的供電部門已開始逐步推廣使用多費率電能表、IC卡預付費電表、電子式多功能測量儀表等。這一系列電表的設計是促進均衡用電的一種經(jīng)濟有效的方式。單相電子式預付費電度表和傳統(tǒng)的電度表相比,能實現(xiàn)從電能數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)教幚淼淖詣踊?,克服傳統(tǒng)人工抄表模式的低效率和不確定性,不但有利于人民,還能節(jié)省人的工作量,更能推進電能管理的現(xiàn)代化發(fā)展。目前,單相電子式預付費電度表正處于完善成熟階段,隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展,并不斷引進和利用國外先進的技術(shù)和工藝,單相電子式預付費電度表會在未來以更加先進的技術(shù)和高可靠性的特點更成熟的呈現(xiàn)在用戶面前。
二、課題擬采取的研究方法和技術(shù)路線 預付費電度表的設計主要內(nèi)容包括電能計量系統(tǒng)設計和預付費系統(tǒng)設計兩方面的內(nèi)容。但是為了描述的方便,本次設計從整體上進行考慮,具體分硬件設計和軟件設計等兩個方面進行討論 [1]硬件設計 預付費電度表根據(jù)設計任務的需要,其硬件電路主要包括電能計量電路、控制電路、顯示電路、IC卡接口、電能存儲電路、電源、時鐘電路、報警電路等模塊。 電能計量電路:采用電子電度表專用集成電路CS5460。 控制部分為整個電能表的心臟,實現(xiàn)電能脈沖、掉電信號、IC卡信號、串行EFPROM數(shù)據(jù)的采集和讀寫,完成顯示驅(qū)動模塊的控制和繼電器的驅(qū)動等功能。 顯示電路:采用液晶顯示,其特點是顯示內(nèi)容豐富,功耗小,可靠性高,電路簡單。 IC卡接口電路:采用Atmel公司的存儲IC卡AT24C01,用于存儲由售電管理系統(tǒng)寫入密碼、卡號、電度數(shù)等。 電能存儲電路:數(shù)據(jù)掉電存儲模塊是全部電能信息的存儲單元,相當于人體的記憶細胞。單片機讀取存在存儲器里的信息時,將有效信息送入其他電路,供其使用。單片機寫入信息時,是將數(shù)據(jù)信息存儲到存儲器里。 時鐘電路:采用時鐘芯片DS12C887。為電表提供計數(shù)信息,包括秒、分、時、星期、日、月、年等,為計費提供時間基準。 報警電路:有預警作用,當表內(nèi)剩余電能少于10KWH時,提示用戶剩余電能不多,及時購電。 [2]軟件設計 硬件是系統(tǒng)的基礎(chǔ),則軟件是系統(tǒng)的靈魂。本次設計主要是通過對單片機進行編程,實現(xiàn)上述硬件電路的功能。單相電子式預付費電度表的程序采用模塊化設計,根據(jù)硬件電路的各個模塊的功能,針對各個功能進行編寫,最后整合各模塊,成為一個完整系統(tǒng),完成事先預定功能。 三、主要參考文獻 [1] 蔡清偉.新一代開放式自動抄表系統(tǒng)平臺[J].廣東輸電與變電技術(shù),2003(4):49-52 [2] 高勇.基于峰谷電價與階梯電價的分時階梯電價研究[J]. 四川理工學院學報:自然科學版,2012,(3):93~96 [3] 曾乃鴻.電子式電能表的發(fā)展現(xiàn)狀和展望[J].華東電力. 2001(9) : 24~27 [4] Special Report: Solid-state metering. Electrical world.1988.3 [5] 陳新亮.電子式電能表的應用.需求側(cè)管理(DSM).2000, [6] 黃偉,付銀秀,王魯楊.電能計量技術(shù)[M].北京:中國電力出版社,2004 [7] 馮力鴻.諧波對電能表計量誤差影響的分析[D],碩士學位論文 [8] 劉嵐.淺談諧波對電能表計量的影響[J].城市建設理論研究,2011(16) [9] 劉偉,電子式電能表取代機械式電能表的好處[J].石河子科技.2002,(6) [10] 余宇紅,吳志群,周虹.預付費電能表的應用研究[J].華東電力.2008,(12):143~144 [11] 陶忠耀.基于AT89C51單片機的數(shù)字時鐘設計[J].科技傳播,2013(14) [12] 張鑫.單片機原理及應用[M].北京.電子工業(yè)出版社,2013 [13] 彭為,黃科,雷道仲.單片機典型系統(tǒng)設計實例精講[M] .北京:電子工業(yè)出版社,2006 [14] 劉昆山.用單片機控制一個LED. 電子制作,2012(2) [15] 季曉芳,張春來.單相電子式預付費電度表的實驗研究[J].電子測試,2010(6) [16] 楊振野.IC卡技術(shù)及其應用[M].北京:科學出版社,2006 [17] 鄭堯,李兆華,譚金超,李斌,譚玉玲.電能計量技術(shù)手冊[M].北京:中國電力出版社,2002 [18] DSC12887技術(shù)資料 [19] 復費率電表及其遠程抄表系統(tǒng)的設計[D],碩士學位論文 [20] 武宜龍.基于Oracle的預付費電表管理信息模型的研究[D], 碩士學位論文 二、畢業(yè)設計(論文)工作實施計劃 www.628tf.com (一)畢業(yè)設計(論文)的理論分析與軟硬件要求及其應達到的水平與結(jié)果 理論分析: 本文對各模塊電路做出分析和設計。再對各模塊進行仿真,并設計程序進行調(diào)試,以實現(xiàn)功能。 軟硬件要求: 硬件要求:選擇確定電路元器件型號,設計相關(guān)硬件電路,完成電路原理圖的繪制。 軟件要求:根據(jù)設計的控制需要設計相應的程序 應達到的水平與結(jié)果:解決各項問題后,電度表能正確累計,顯示用戶耗電數(shù),具有限量供電功能;具有過載保護功能;具有保密功能,保證一卡一戶;具有掉電功能使停電時表中數(shù)據(jù)可靠保存,可以對系統(tǒng)可靠,穩(wěn)定的控制。 |