基于嵌入式系统的智能电表设计与研究

MAXQ3180计量芯片为例,概述了智能电表的发展和研究现状做,以AT-mega64L和STM32F107 ARM嵌入式控制器为主机的智能电表的软、硬件设计及低功耗设计方法,并详述了智能电表的防窃电技术。     

智能电网AMI中的智能电表系统设计

在智能电网的发展中,智能电表受到前所未有的重视.智能电表不但能显示用电量,而且还能显示电能价格,将推动新的用电方式和生活方式.电力用户是我国电工仪器仪表最大的用户群体,需求量占整个市场的90%,智能电表是我国电工仪表行业中未来产量最大的产品.本文针对智能电表的发展做了概述,并且以Maxim公司生产的MAXQ3180计量芯片为例,采用ST公司生产的STM32F107 ARM嵌入式控制器为主机,介绍了智能电表的软硬件设计及低功耗设计方法,最后详述了智能电表的防窃电技术.     

一种基于SoC的三相智能电表设计

设计了一种基于SoC的三相智能电表,采用MK30N512VMD100作为主芯片,使用主芯片内置的ADC进行电压、电流采样,通过程序实现电量计量,并以此为基础实现智能电表的功能。文中介绍了主MCU芯片用于三相智能电表设计的资源,对三相智能电表的硬件和软件设计进行了说明,提供了一整套基于SoC的三相智能电表设计方案.该方案不仅可以提高电表的稳定性和可靠性,同时也降低了电表制造的物料成本和生产成本。     

基于LoRa技术的智能电能表研究

针对目前的智能电能表的无线通信方式无法同时兼顾低功耗和远距离的问题,文中研究了基于LoRa技术的智能电能表,对电能表整体架构及各模块进行详细设计,以FM3308芯片为控制核心,以高精确度的采样电路对被计量线路的电压和电流进行采样,采用高速、多功能电能计量专用集成电路,对电压和电流采样信号进行计量,通过LoRa技术实现低功耗、远距离的通信,使用ESAM加密芯片实现加密安全,并且从硬件和软件两方面进行了抗干扰设计。文章设计实现的LoRa智能电能表同时实现了远距离传输和低功耗特性,优秀的抗干扰能力有利于实现远距离的集中抄表行为,可以大大降低中继器的布置,在降低设计要求的同时减少了成本投入,有助于推动智能电网的建设。     

防止误重合闸的电能表外置断路器研制

为了配合智能电表实现智能费控功能,介绍了电能表外置断路器的工作原理,提出了具有防止误重合闸的电能表外置断路器设计。结合微处理器软件控制策略和掉电检测电路,有效识别是输入交流电压跌落引起控制信号变化还是预付费电能表输出控制信号变化,可靠防止电能表外置断路器误重合闸,避免用户被触电的危险。掉电检测系统具有超低功耗特性,满足了相线静态电流小于0.2 mA的低功耗要求。     

基于ZigBee技术的低功耗智能气象传感器设计

以ZigBee技术为依托,通过分析现有气象数据采集器的特点与不足,确定低功耗智能传感器的设计方案,并对温湿度智能传感器节点硬件设计及数据处理流程进行介绍。低功耗智能传感器以高性能无线组网芯片JN5148-M3为主控芯片,根据气象传感器信号特点,设计对应的采集电路,完成数据实时采集、存储,并通过构建无线网络完成数据传输。试验结果表明智能传感器采集精度、系统功耗、网络稳定性、可靠性方面有一定程度提高。     

基于TPS62290的低功耗DSP电源设计

DSP电源系统的低功耗设计已受到越来越多的关注。TPS62290是TI公司最新推出的适用于DSP低功耗设计的开关稳压电源芯片。本文详细介绍了该芯片的主要特点、工作原理及典型应用电路,提出一种基于TPS62290的DSP双电源解决方案。     

基于ATT7026A的高精度智能电表设计

针对目前市场上机械式电表存在的不足,设计了一种新型的高精度智能电表。该电表以高精度三相电能计量芯片ATT7026A进行电压、电流、电量等各项参数的采集,以铁电存储器存储电量累计值,较好地解决了电子电表设计中所遇到的问题,达到了高精度智能电表的要求。文章中对采用的电量计量芯片的特点和性能进行了介绍,并针对智能电表设计中应考虑的问题给出了具体的解决办法。     

低功耗有源RFID标签设计与实现

设计了一种低功耗有源RFID标签,从硬件电路设计和软件设计两个方面降低了有源RFID标签的功耗。设计中给出了RFID有源标签的总体构架、工作原理及软件结构框图。标签基于MSP430系列超低功耗单片机进行控制,并结合NRF24XX系列射频芯片,实现信号的调制解调;标签采用两种工作模式,在保证正常工作的同时有效地降低了功耗,并可对供电电池进行非接触式充电,大幅度延长了标签使用寿命,提高了标签识别的可靠性。这种标签可广泛应用于装备管理和仪器设备跟踪方面。     

基于LonWorks技术的智能电表的研制

针对目前国内智能电网的发展趋势以及校园节能管理的要求,介绍了一种基于LonWorks电力线载波通信技术的智能电表的设计方案,详细阐述了智能电表各主要组成模块的硬件设计和软件实现方法;该智能电表以Atmel公司的ATMEGA32L芯片为核心处理器,以国产智能通信控制芯片RISE3501为电力线载波通信主芯片,具有能耗监测...     

单片机测控系统的低功耗设计

低功耗单片机系统是指以降低系统功耗作为一个主要性能指标的单片机系统。低功耗设计在便携式智能仪器、仪表以及无人职守自动监测、监控仪表中得到广泛应用。因此,只有在设计某些特定的系统时,有必要进行低功耗设计。 1.单片机低功耗应用系统特点 单片机低功耗应用系统具有体积小、重量轻,便于携带、功耗低等特点。因此,在系统设计时,尽量选用低功耗的     

电表固件跨平台移植之低功耗实现

介绍电表固件在跨平台移植时如何实现低功耗。阐述了开发工具平台移植和硬件平台移植所具有的技术特点及其设计具体方案。     

可测性设计测试向量低功耗设计方法

随着半导体工艺尺寸的不断缩小和芯片集成度的提高,大规模、高性能处理器中的测试面临着许多严峻的挑战,其中,测试功耗已经成为大规模、高性能处理器生产测试中的关键性问题。可测性设计中的功耗较常规功能模式下的的功耗更高,过高的测试功耗高会导致芯片结构损坏、可靠性下降、成品率降低和测试成本增加等问题。可测性设计技术是降低测试成本,提高测试质量的有效手段,但是在对电路进行可测性设计的过程中有可能会造成功耗问题更加严重。本研究对可测性设计的低功耗测试向量的X‐Fill、时钟门控、功率分割等低功耗技术进行了介绍和分析,通过开源处理器LEON3作为实例,进行了实用的低功耗测试技术的分析和实验,提出可测性设计低功耗测试向量的设计方法。     

一种基于AMI系统的无线三相智能电表的设计

介绍了一种基于高级计量系统(AMI)设计思路,并且详细描述了由STM32F103VDT、CC2530以及CS5463等芯片构成智能电表的设计方法。首先介绍了AMI及其对于未来智能电表的重要影响,然后提出了一种基于AMI系统的无线三相智能电表的设计方法。该三相智能电表设计包括:由新型高精度电能计量芯片CS5463构成的对电网电压、电流、功率等参数进行测量,并进一步实现电能计量功能的方法;使用ARM Cortex-M3内核的微控制器STM32F103VD,构成测量数据处理、存储和传输系统的方法;以及采用集成了协议栈的ZigBee芯片CC2530构建的无线数据传输通信系统,传递计量数据的方法。最后还展示了采用本方法构建的新一代无线三相智能电表设计的原型机及其测量结果。     

国家电网智能电能表的低功耗设计

国家电网公司于2009年推行使用智能电能表,2013年智能电能表国家标准修订新增了部分功能。随着智能电能表在电网中日益庞大应用,智能电能表安全可靠和低功耗运行越显重要。文章从电能表的自身功率消耗入手,对不同电源电路进行分析,采用了宽电压、高可靠性、低功耗线性电源管理IC等设计,提高了电能表的可靠性和性价比,满足了智能电能表国家标准。使每户电能表在非通讯状态下功耗降低到0.4~0.6W以下,且降低了智能电能表电源部分元器件成本,对节能减排,提高供电企业经济效益具有重要意义。     

基于MSP430FE42X和ESP430的单相智能电表的设计

给出了基于MSP430FFA2X和电能计量芯片ESP430为核心的一款新型单相远程费控智能电表的设计。该智能电表集电最参数监测计量与显示为一体,能实现分时段计量、事件记录等大量数据的处理。经实验室环境下验证,电表运行正常,符合当前市场对智能电表的设计要求。     

智能熔断器监测装置中低功耗技术的设计和实现

为了实现智能熔断器监测装置的低功耗关键技术，一方面对能量供应方“开源”，介绍了内置锂电池+在线CT取电+一定容量超级电容的低功耗电源系统，另一方面对能量损耗方“节流”，首先选择低功耗的关键器件，其次在硬件上合理部署感知流和控制流实现关键电源点的感知采样和外设的独立供电控制，最后通过节能管理程序实施系统的低功耗运行方案。功耗试验结果表明该设计能够有效降低智能熔断器监测装置的功耗，实现装置的长期可靠运行。     

一种低功耗NB-IoT远程监测终端设计

针对城市井盖远程监测中要求监测终端寿命长、功耗低的特点,提出了一种低功耗NB-IoT远程监测终端设计方案,方案主要从芯片选型、电路设计、工作模式、程序优化四个方面完成了低功耗终端的设计。终端以ATXMEGA单片机作为主控芯片,以ADXL362三轴加速度传感器监测井盖姿态,以ME3616-G1A窄带物联网模组进行位置信息采集和通信,采取间歇工作模式来优化功耗。实验表明,设计的低功耗NB-IoT远程监测终端静态电流为11.126μA,最高工作电流为77.961 mA,使用3500mAh电池可工作长达6.3年。     

低功耗节能待机的开关电源设计

本文主要介绍了一种带可控反馈回路及使用专用放电芯片的低功耗节能待机的开关电源设计.     

基于工业以太网的双向智能电表设计

介绍了采用LPC2200为芯片的双向智能电表的功能需求和硬件设计,介绍了主程序及中断程序的软件设计。分析了智能电表的软硬件可靠性。此方案的实用性得到了验证。