集中式电能表及其远程抄表系统设计

摘要

在科技高速发展的今天，电能表的研制也正在向多功能方向发展。本文针对目前居民区或学生公寓电能计量的现状，设计了一种多用户复费率电子式电能表。此复费率电能表可同时检测到多户住宅的有功电能，同时计量出各用户的准确电量后通过电力线载波实现电量的远程传输。

    在硬件上，采用功率/电能专用IC芯片ADE7755作为计量，采用串行方式扩展了10位LED进行系统信息显示，采用实时日历时钟电路RS5C372A和TC74数字温度传感器提供时钟并对其运行精度进行温度补偿，采用看门狗电路监视系统运行和提高系统的抗干扰能力。载波通信模块PLCi36C采用扩频调制方式，通过低压电力线载波将数据电量进行可靠的传输。

    在软件上，不仅采用模块化编程思想，编写了相应程序，实现了多用户的电能计量、显示、存储，而且采用数据备份方式，提高了数据存储的安全性，同时通过实时日历时钟实现了复费率计量方式，并对时钟运行精度进行了温度补偿;在利用低压电力线进行通信方面，采用扩频调制方法实现了与通信控制器之间的数据传输，同时采取了口令认证、软件陷阱等措施有效地提高了系统的可靠性。

    复费率集中式电能表具有量程大、精度高、功耗低、安装简单等优点，可实现用电计量、防窃电、复费率、远程抄表等多种功能，具有较高的社会推广价值。

关键词：复费率电能表;远程抄表;电力线载波;ADE7755; PLCi36C

目     录

第1章 引 言 1

1.1电能计量及远程抄表技术的现状 1

1.1.1电能表发展概况 1

1.1.2电能表的发展方向 1

1.1.3远程抄表方式分类 3

1.2课题的提出及意义 4

1.3课题研究的主要内容 5

第2章 系统总体设计 6

2.1系统总体设计思想 6

2.1.1多用户复费率电表设计原则 6

2.1.2载波收发部分 8

2.2系统设计的关键技术和性能指标 8

第3章 复费率电能表及远程抄表的硬件设计 10

3.1复费率电能表的硬件设计 10

3.1.1电源设计 10

3.1.2 CPU的选择 11

3.1.3存储器电路设计 12

3.1.4时钟电路设计 15

3.1.5红外通信电路设计 18

3.1.6多路采集电路设计 21

3.1.7显示电路设计 27

3.1.8看门狗电路设计 28

3.2低压电力线载波收发系统的设计及原理 30

3.2.1 PLCi36C芯片 30

3.2.2扩频通信的理论基础及性能指标 31

3.2.3电力线载波的数据通信协议 32

3.2.4载波通信的硬件设计 35

第4章 软件设计 38

4.1主程序软件设计 38

4.2子程序的软件设计 39

4.2.1电量采集子程序 39

4.2.2校表子程序 41

4.2.3显示子程序 42

4.2.4清零子程序 43

4.2.5低压电力线载波通信子程序 44

第5章 可靠性设计 47

5.1硬件系统的可靠性设计 47

5.2软件系统的可靠性设计 47

第6章 结论与改进 48

参考文献 49