新型多功能單相智能電表研究與設計

摘 要 電表發展的過程與信息技術發展有著密切的聯系，目前我國每天用電量和耗電量都是極大的，因此需要使用與電網系統融為一體的電表，這樣可以滿足精準抄表和遠程控制的要求。因此，在原有電表的基礎上進行設計，實現新型多功能單相智能電表的全面使用。本文主要針對新型多功能單相智能電表的設計原理，軟件設計，硬件設計抗干擾設計等內容進行詳細的分析，從而為我國新型多功能智能電表的發展提供一點助力和幫助。

【關鍵詞】新型多功能單相智能電表 設計原理 軟件設計 硬件設計 抗干擾設計

目前我國單向智能電表的應用逐漸在普及，作為電力系統的終端，不再獨立于電網系統之外，而是利用電網數據傳輸系統，實現了遠程操控，精準讀數和抄數的功能，及時的交換數據信息，并且進行存儲，保證數據記錄的準確性。因此，本文主要針對新型多功能單相智能電表的設計和研究進行分析，主要針對設計新型多功能單相智能電表的設計原理、軟件設計、硬件設計以及系統的抗干擾的設計進行詳細的分析，從而促進我國的新型多功能單相智能電表的發展。

1 新型多功能單相智能電表設計原理

新型多功能單相智能電表的設計原理是依據測量原理進行設計的。首先，測量原理主要是依據電表信號輸入的方式的不同會產生一定的誤差值，關系到信號的精準度，所以，需要選擇精準的電力數據采樣的方式。信號輸入方式有兩種，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，就是當非同步采樣變化周期為零的時候，就會變為同步采樣。因此，新型多功能單相智能電表的數據采樣一般采用的就是非同步采樣定理，并且需要對電參數進行計算，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，確保數據采集的真實有效性。

2 新型多功能單相智能電表硬件設計

新型多功能單相智能電表硬件設計主要包括了四個部分，第一部分是信號采集計量模塊，第二部分是MCU數據存儲模塊，第三部分是顯示按鍵及報警模塊，第四部分則是通信接口。硬件的設計，可以實現數據的雙向實時通信，以及實現數據的互動功能，這樣可以為有關部門提供實時的電量數據和實時電價，從而計算出具體的電費。目前硬件設計過程中，信號采集計量模塊采用的是RN8209計量芯片，因為利用該芯片，可以實現四個方面的測量，即有功功率的測量、無功功率的測量，以及有功點電能的測量和無功電能的測量。設計過程中，采用的MCU數據存儲模塊處理器，應該保證耗能低，功能性強等特點，從而實現多功能處理的目標。而新型多功能單相智能電表比較人性化的設計就是具有報警功能，在實現了液晶顯示器，以及聲光報警模塊的有效連接以外，還是實現了多功能電力參數記錄的功能。

3 新型多功能單相智能電表軟件設計

新型多功能單相智能電表軟件設計，主要包括兩個個方面，第一是數據處理模塊設計，第二則是通信模塊的設計。第一部分是支撐整個新型多功能單相智能電表運轉的核心模塊，主要采用的芯片型號是RN8209，設計過程是設定定時讀數，讀取電能不同時刻的參數，從而依據設定的標準數據進行判斷，是否出現了異常，以及電表是否在正常工作，而且該軟件設計不僅包括了對電流的讀取，還包括了對電壓，頻率以及有功功率等相關的參數的讀取，提供了準確的電量消耗的數據。判斷的依據主要是點亮脈沖是否在標準范圍之內，當在標準范圍之內，就可以進行數據存儲，如果不在標準范圍，則需要重新計算。而通信處理模塊采用的是中斷接收方式，其過程是完整接收數據包以后，對數據進行校驗以及判斷，并且程序需要進行倒減處理，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計

新型多功能單相智能電表因為是利用計算機技術和信息技術進行數據信號的傳輸，因此會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在設計的時候，應該重視其抗干擾的設計。而抗干擾設計主要表現在兩方面，分別是硬件抗干擾設計和軟件抗干擾設計。在硬件設計過程中，就要考慮設計抗干擾特性，設計包括兩部分內容，分別是智能電能表電源抗干擾的設計，以及印刷電路板抗干擾的設計。這兩部分設計可以有效的一直干擾源，并且及時的切斷干擾源的干擾。第二方面，則是軟件抗干擾設計，主要設計的內容是對頻譜進行干擾和截斷，因為軟件干擾比較靈活，可以有效的抑制頻譜對電表的干擾。

5 結束語

新型多功能單相智能電表，具有集中抄表，遠程操控，數據精準以及抗干擾等特點。而且能夠實現海量數據傳輸過程中，保證其穩定性。而且利用信息技術和計算機技術，可以實現精準的遠程操控，能夠處理大量的數據交換和存儲，從而確保電表計費的準確性。因此，作為電力系統網絡的終端，新型多功能單相智能電表未來的發展空間和應用空間是很大的，同時，新型多功能單相智能電表也是電表發展的趨勢。

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作者簡介

陳啟健（1983-），男，廣東省廣州市人。大學本科學歷。助理工程師。研究方向為電機與電器。

作者單位

廣州航海學院 廣東省廣州市 510700