智能电能表的设计

智能电能表的 天津理工大学中环信息学院 本科毕业设计开题 届：2012系别：自动化系专业：自动化毕业设计题目 学生姓名 指导教师余建飞代方远智能电能表的设计学号职称08010109副教授 （报告内容包括课题的意义、国内外发展状况、本课题的研究内容、研究方法、研究步骤以及参考文献资料等，不少于800字） 一、本课题研究的意义和目的 随着居民生活水平的不断提高，居民生活用电呈现快速增长。如何保证居民基本用电需求，抑制不合理能源消费，鼓励节约能源和保护环境，国家发改委等部门在深入调研论证的基础上，拟在我国推行居民生活用电阶梯电价和分时电价。为适应新形势下居民生活用电电价政策的需要，国家电网公司对居民电能计费的电能表提出了新的要求，一种新型电能表—智能电能表应运而生。作为测量电能的专用仪表—电能表，自诞生至今已有100多年的历史。随着电力系统及其相关产业的发展以及电能管理系统的不断完善，电能表的结构和性能也经历了不断更新、优化的发展过程：由最初的感应电能表，发展到后来的感应系脉冲电能表及电子式电能表，二、发展 智能电能表是智能电网的终端，它已经不是传统意义上的电能表，智能电能表除了具备传统电能表基本用电量的计量功能外，为了适应智能电网和新型能源的使用它还具有双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能，智能电能表代表着未来节能型智能电网最终用户智能化终端的发展方向。随着智能电网的日益发展，世界各国对于智能化用户终端的需求也日益增大，据统计，在未来5年，随着智能电网在世界各国的建设，智能电能表在全球安装的数量将高达2亿只。同样，在中国，随着国家坚强智能电网建设的发展，作为用户端的智能电能表的需求也会大幅度增长，保守的预计，市场将会有1.7亿只左右的需求。美国政府为升级本国电网的拨款中，就有一部分专门用于在外来3年致使13%的美国家庭（1800万户家庭）能装上智能电能表。在欧洲、意大利及瑞典已经完成先进计量基础设施的部署，将所有普通电能表更换为智能电能表。法国、西班牙、德国和英国预计在未来10年内也将完成智能电能表的推广和应用。 三、本课题的设计内容、方法、手段、步骤 1、单片机最小系统的设计 本主控芯片用日本NEC公司的8位单片机78F0526，计量芯片采用ATT7053实现 有功电量、实时电压、实时电流（包括主回路电流和负回路电流）、实时功率、实时功率因数的计量，存储器采用ATMEL24C256，采用CPU卡作为传输介质，由ESAM模块与之作相互认证，采用外部液晶驱动驱动LCD显示，具有背光显示功能，时钟芯片采用通过内置磁保持继电器实现对外部用户用电负载的控制，具有RS485通讯、载波通讯及红外通讯，实现多功能分时计费预付费功能。电能表的线路设计和元器件的选择以较大的环境允差为依据，可保证整机长期稳定工作。当电源掉电时，可以保证内部数据不丢失，来电后自动投入运行。 2、主要功能的设计 (1)确定性能指标 (2)研究主要功能 A复费率功能 a时区、时段：电能表具有两套时区、两套时段，每套时段可设置12个时段。两套时区、两套时段可以任意设置。 b费率：电能表具有4种费率。 c支持节假日和公休日的特殊费率时段。 d分时电价：4种费率分别设置不同的电价 B预付费电能表功能 a电能表实现按金额方式扣费的功能。 b分时计费功能：电能表实现按金额计费，根据不同时段的费率电量及费率电价计量电费。 C剩余金额报警功能 D“0”元跳闸报警功能 当“透支门限金额”不为“0“时，用户可插卡（用户卡或查询卡）恢复用电； F透支功能 G防囤积功能 H显示功能 I电能计量功能 J通讯功能 K事件记录功能 H远程控制功能 四、参考文献 [1]李华.MCS-51系列单片机实用借口技术.北京：航空航天出版社，1988 [2]公茂法.电子式智能多用户电能表.机械电子工业出版社，北京：1988 [3]李保伟.智能电表简介，新技术新产品，2010 [4]季建华，都志杰，吴勤勤.智能仪表原理，设计及调试.1994 [5]何立民.单片机应用系统设计.北京：北京航空航天大学出版社，1990 [6]金锋.智能仪器设计基础.北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2005 [7]沈文，EngleLee，詹卫前.AVR单片机C语言开发入门指导[M].北京：清华大学出 版社，2003 [8]高光天.模数转换器应用技术.北京：科学出版社，2001 [9]阳宪惠.现场总线技术及应用.北京：清华大学出版社，1999 [10]凌志浩.微机原理与接口技术.上海：华东理工大学出版社，2006 指导教师（不少于50字） 该同学对课题的工作有比较全面的了解，工作内容明确具体，进度安排合理，具备开题条件，可以开始进行具体工作。 指导教师签名： 2012年1月9日 注：本表一式二份，一份附在毕业设计（论文）内，一份系内保存。