一种新型智能电表的应用

一种新型智能电表的应用欢迎广大电子工程师和工程技术人员参加2009年11月11日由中电网和飞思卡尔™半导体共同举办的“智能电表，轻松创造-飞思卡尔电表解决方案研讨”在线技术座谈（网址：）摘要：介绍了一种新型智能电表的应用系统,并对该智能电表中的手持单元部分和费率装置部分的实际电路和设计方法进行了说明。给出了具体的电路原理图及相关的主要软件设计程序。关键词：智能电表单片机EEPROM程序随着国民经济的发展,智能电表应用愈来愈广泛,作为现在使用较为广泛的IC卡电表系统的替代升级产品,智能电表在日本和欧美等发达国家已有了广泛的应用。我国也有厂商正在积极研制商品化的智能电表产品。本文介绍一种新型智能电表的电路构成和软件设计方案。该智能电表属机电式智能电表,它由硬件电路、相应软件及发行系统三部分构成,可实现某一电力公司不同时间段不同电价的计费,从而可实现用电监管的智能化。本文将对硬件电路和相应的软件系统加以介绍。1电表硬件装置本电表装置的硬件包括接口卡、手持单元及电表费率系统三部分。通过插在微机扩展槽的接口卡,可用手持单元实现与普通微机的连接。电力公司通过普通微机串口输入用户购电信息到手持单元部分,用户再将购电信息用手持单元发送到电表费率系统,由费率系统根据用户购电信息来监视用户用电情况,完成计费,并在适当时候提醒用户购电。1.1手持单元手持单元部分的电路原理图如图1所示。它要完成以下功能：（1）通过串口接收由微机程序输出的用户购电信息,并将该用户购电信息存储并加密。（2）准确无误地将用户购电信息用红外方式发送到费率系统。（3）在发送完用户的购电信息后,系统将自动清除购电信息。在图1中,Intel公司的单片机87C51为完成该部分功能的主体器件,手持单元部分的功能由存储在87C51内的软件程序完成。需用87C51的主要引脚功能说明如下：●外接晶振引脚XTAL1和XTAL2可与87C51片内的反相放大器构成振荡电路,用于为单片机提供时钟信号。●RST/VPP是单片机的复位输入端,也是掉电方式下内部RAM的Vpp供电端。●P1引脚为输入/输出口,它内部带有上拉电阻,为8位I/O口。在EEPROM编程和程序验证时,该引脚用于接收低8位地址。●RXD（P3.0）引脚为串行输入口。。87C51的RST引脚外接复位电路,P1.2引脚外接发射电路,P1.3引脚外接接收电路。24C01A为美国ATMEL公司生产的EEPROM,是一个容量为1k比特（128×8）的双线串行接口CMOS存储器。用于存储软件程序运行时所必需的信息。其中SDA为串行数据线,SCL为串行时钟线。1.2电表费率系统电表费率系统需要完成的功能主要如下:●接收手持单元发送的用户购电信息;●将新收到的用户购电信息与费率系统的自有用户用电信息进行合并计算以得到新的信息;●动态计算以得出剩余电量,并在剩余电量到达警戒值时点燃LED管,以提醒用户购电,并在超额用量电达到一定值时切断电源。电表费率系统的电路原理如图2所示。其中PHILIPSSEMICONDUCTORS公司的高性价比单片机P87LPC764为完成该部分功能的主体器件。单片机P87LPC764自带内部6MHz的RC振荡器、内部看门狗电路和内部复位电路,具有较强的抗电磁干扰能力和较小的工作电流。PCF8583为PHILIPSSEMICONDUCUORS公司的自带240×8位RAM的时钟/日历芯片。用来提供时间信息,以供电力公司实行分时电价策略。它可存储4年的日历时间信息,也可通过编程设置它的日历时间信息功能。●TXD（P3.1）引脚为串行输出口CAT24WC02是一种真正的0功耗EEPROM芯片,采用I2C总线接口,具有100万次擦写寿命。2智能电表的软件设计手持单元部分的软件程序包括微机串口通信、87C51内部工作和手持单元数据发射三部分。微机串口通信部分主要完成将用户购电信息通过串口异步通讯适配器UART输出到手持单元部分的单片机87C51中。87C51内部工作部分主要完成将用户购电信息进行加密工作。手持单元数据发射程序主要完成将加密后的用户购电信息发送到电表费率系统。并在确定用户购电信息已无误地被电表费率接收后自动清零。它的程序流程图如图3所示。单片机P87LPC764工作程序主要用来完成接收加密后用户购电信息,并解密用户购电信息,再将用户购电信息与EEPROM外围存储器CAT24WC02中所存储的上次用电剩余信息相加,以得到用户本次购电后的最新用电信息,并结合24WC02中的本次购电后新存储的日历时间信息来动态计算用户的用电信息,以完成在剩余电量到达警戒值时向用户报警和在超出设定值时切断电源,同时将此用户用电信息存入到外围EEPROM芯片CAT24WC02中。详细内容请下载附件欢迎广大电子工程师和工程技术人员参加2009年11月11日由中电网和飞思卡尔™半导体共同举办的“智能电表，轻松创造-飞思卡尔电表解决方案研讨”在线技术座谈（网址：）本次研讨将以电网和电表最新技术的发展为讫点，展示飞思卡尔的各类芯片产品在这方面所能提供给客户设计和应用的一些机会。列举了适用于电表设计的一些主要芯片和最新产品，并重点介绍基于飞思卡尔单片机芯片设计的完整的单相和三相电表设计方案和技术特点。飞思卡尔公司诚挚邀请广大电子工程技术人员踊跃参加本次在线研讨会。届时，我们的专家将和您网上实时交流，并且现场解答您所提出的相关技术问题。凡实时登录参加此次在线座谈并提问，有效问题*数量达到10条，即可得到数码伴侣一个（共5份，获奖者将在达到条件的观众中随机抽取）。提前报名登录，按时参会，并达到相应的要求，就可获得中电网提供的新、奇、特电子类及生活类奖品，奖品共有六种，奖品数量不设上限，奖品设置如下,详细奖品信息请参考：奖品信息1.收纳盒，价值20元2.音乐抱枕，价值：30元。3.最新款电脑USB跳舞毯一个，价值：80元4.酷冷至尊（CoolerMaster）尊龙笔记本散热器一个。价值：100元。5.无线鼠标，价值：200元。6.数码相框，价值：500元。座谈专家：日程安排时间2009年11月11日上午10：00~12：00主题智能电表飞思卡尔电表解决方案主讲人张明峰具体时间安排9:50AM--10:00AM：飞思卡尔™半导体和中电网登录座谈并在10:00PM前宣布座谈开始；10:00AM--11:30AM：听众在线或通过已下载档收看、收听讲授内容；11:30AM--12:00AM：在线实时问答时间。听众可就其关心的各类相关问题用中文或英文和飞思卡尔的专家进行交流；(座谈结束后，听众也可以就讲解内容提问，我们汇总后由专家统一给您答复，在中电网公布。)12:00AM：中电网答谢并宣布座谈结束。下载讲授数据(为了让更多的观众方便参加，讲授数据可以在48小时内回放)欢迎所有对智能电表，轻松创造-飞思卡尔电表解决方案研讨感兴趣的各界人士参加。