摘 要 電表發(fā)展的過(guò)程與信息技術(shù)發(fā)展有著密切的聯(lián)系，目前我國(guó)每天用電量和耗電量都是極大的，因此需要使用與電網(wǎng)系統(tǒng)融為一體的電表，這樣可以滿足精準(zhǔn)抄表和遠(yuǎn)程控制的要求。因此，在原有電表的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)新型多功能單相智能電表的全面使用。本文主要針對(duì)新型多功能單相智能電表的設(shè)計(jì)原理，軟件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)抗干擾設(shè)計(jì)等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而為我國(guó)新型多功能智能電表的發(fā)展提供一點(diǎn)助力和幫助。

【關(guān)鍵詞】新型多功能單相智能電表 設(shè)計(jì)原理 軟件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì) 抗干擾設(shè)計(jì)

目前我國(guó)單向智能電表的應(yīng)用逐漸在普及，作為電力系統(tǒng)的終端，不再獨(dú)立于電網(wǎng)系統(tǒng)之外，而是利用電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程操控，精準(zhǔn)讀數(shù)和抄數(shù)的功能，及時(shí)的交換數(shù)據(jù)信息，并且進(jìn)行存儲(chǔ)，保證數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性。因此，本文主要針對(duì)新型多功能單相智能電表的設(shè)計(jì)和研究進(jìn)行分析，主要針對(duì)設(shè)計(jì)新型多功能單相智能電表的設(shè)計(jì)原理、軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的抗干擾的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而促進(jìn)我國(guó)的新型多功能單相智能電表的發(fā)展。

1 新型多功能單相智能電表設(shè)計(jì)原理

新型多功能單相智能電表的設(shè)計(jì)原理是依據(jù)測(cè)量原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的。首先，測(cè)量原理主要是依據(jù)電表信號(hào)輸入的方式的不同會(huì)產(chǎn)生一定的誤差值，關(guān)系到信號(hào)的精準(zhǔn)度，所以，需要選擇精準(zhǔn)的電力數(shù)據(jù)采樣的方式。信號(hào)輸入方式有兩種，分別是電阻采用和互感器。而一般選擇的采用方法為同步采樣，或者是準(zhǔn)同步采樣，還可以選擇非同步采樣。由于采樣方法的定義可以了解到，同步采樣是非同步采樣的一種特殊采樣方法，就是當(dāng)非同步采樣變化周期為零的時(shí)候，就會(huì)變?yōu)橥讲蓸?。因此，新型多功能單相智能電表的?shù)據(jù)采樣一般采用的就是非同步采樣定理，并且需要對(duì)電參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，從而平衡和控制影響新型多功能單相智能電表采樣的因素，確保數(shù)據(jù)采集的真實(shí)有效性。

2 新型多功能單相智能電表硬件設(shè)計(jì)

新型多功能單相智能電表硬件設(shè)計(jì)主要包括了四個(gè)部分，第一部分是信號(hào)采集計(jì)量模塊，第二部分是MCU數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，第三部分是顯示按鍵及報(bào)警模塊，第四部分則是通信接口。硬件的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向?qū)崟r(shí)通信，以及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互動(dòng)功能，這樣可以為有關(guān)部門提供實(shí)時(shí)的電量數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)電價(jià)，從而計(jì)算出具體的電費(fèi)。目前硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，信號(hào)采集計(jì)量模塊采用的是RN8209計(jì)量芯片，因?yàn)槔迷撔酒?，可以?shí)現(xiàn)四個(gè)方面的測(cè)量，即有功功率的測(cè)量、無(wú)功功率的測(cè)量，以及有功點(diǎn)電能的測(cè)量和無(wú)功電能的測(cè)量。設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用的MCU數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊處理器，應(yīng)該保證耗能低，功能性強(qiáng)等特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)多功能處理的目標(biāo)。而新型多功能單相智能電表比較人性化的設(shè)計(jì)就是具有報(bào)警功能，在實(shí)現(xiàn)了液晶顯示器，以及聲光報(bào)警模塊的有效連接以外，還是實(shí)現(xiàn)了多功能電力參數(shù)記錄的功能。

3 新型多功能單相智能電表軟件設(shè)計(jì)

新型多功能單相智能電表軟件設(shè)計(jì)，主要包括兩個(gè)個(gè)方面，第一是數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)，第二則是通信模塊的設(shè)計(jì)。第一部分是支撐整個(gè)新型多功能單相智能電表運(yùn)轉(zhuǎn)的核心模塊，主要采用的芯片型號(hào)是RN8209，設(shè)計(jì)過(guò)程是設(shè)定定時(shí)讀數(shù)，讀取電能不同時(shí)刻的參數(shù)，從而依據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，是否出現(xiàn)了異常，以及電表是否在正常工作，而且該軟件設(shè)計(jì)不僅包括了對(duì)電流的讀取，還包括了對(duì)電壓，頻率以及有功功率等相關(guān)的參數(shù)的讀取，提供了準(zhǔn)確的電量消耗的數(shù)據(jù)。判斷的依據(jù)主要是點(diǎn)亮脈沖是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，如果不在標(biāo)準(zhǔn)范圍，則需要重新計(jì)算。而通信處理模塊采用的是中斷接收方式，其過(guò)程是完整接收數(shù)據(jù)包以后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)以及判斷，并且程序需要進(jìn)行倒減處理，而且在清零以后，一定要選擇冗余操作模式。

4 新型多功能單相智能電表抗干擾設(shè)計(jì)

新型多功能單相智能電表因?yàn)槭抢糜?jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸，因此會(huì)受到外界的某些因素的影響，因此新型多功能單相智能電表系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該重視其抗干擾的設(shè)計(jì)。而抗干擾設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)在兩方面，分別是硬件抗干擾設(shè)計(jì)和軟件抗干擾設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，就要考慮設(shè)計(jì)抗干擾特性，設(shè)計(jì)包括兩部分內(nèi)容，分別是智能電能表電源抗干擾的設(shè)計(jì)，以及印刷電路板抗干擾的設(shè)計(jì)。這兩部分設(shè)計(jì)可以有效的一直干擾源，并且及時(shí)的切斷干擾源的干擾。第二方面，則是軟件抗干擾設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容是對(duì)頻譜進(jìn)行干擾和截?cái)啵驗(yàn)檐浖蓴_比較靈活，可以有效的抑制頻譜對(duì)電表的干擾。

5 結(jié)束語(yǔ)

新型多功能單相智能電表，具有集中抄表，遠(yuǎn)程操控，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)以及抗干擾等特點(diǎn)。而且能夠?qū)崿F(xiàn)海量數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，保證其穩(wěn)定性。而且利用信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的遠(yuǎn)程操控，能夠處理大量的數(shù)據(jù)交換和存儲(chǔ)，從而確保電表計(jì)費(fèi)的準(zhǔn)確性。因此，作為電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的終端，新型多功能單相智能電表未來(lái)的發(fā)展空間和應(yīng)用空間是很大的，同時(shí)，新型多功能單相智能電表也是電表發(fā)展的趨勢(shì)。

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作者簡(jiǎn)介

陳啟?。?983-），男，廣東省廣州市人。大學(xué)本科學(xué)歷。助理工程師。研究方向?yàn)殡姍C(jī)與電器。

作者單位

廣州航海學(xué)院 廣東省廣州市 510700