基于stm32f103微控制器的電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于STM32F103微控制器的電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著科技的進(jìn)步、社會(huì)的不斷發(fā)展，電能已成為最重要的能源，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下，人們對(duì)電能的計(jì)量要求準(zhǔn)確度要高，使用壽命要求長(zhǎng)，而對(duì)用電的管理要求實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化。感應(yīng)式電能表由于(I)合格率低、超差嚴(yán)重；(2)偷竊電現(xiàn)象嚴(yán)重；(3)抄表方式單一落后的特點(diǎn)已經(jīng)不能滿足要求。近一二十年來，由于微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的高速發(fā)展，出現(xiàn)的高準(zhǔn)確度、長(zhǎng)壽命且能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表等多種功能的全電子式電能表，取代傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能表已勢(shì)在必行。
[0003]智能電表是智能電網(wǎng)的智能終端，它已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的電能表，智能電表除了具備傳統(tǒng)電能表基本用電量的計(jì)量功能以外，為了適應(yīng)智能電網(wǎng)和新能源的使用，其還具有雙向多種費(fèi)率計(jì)量功能、用戶端控制功能、多種數(shù)據(jù)傳輸模式的雙向數(shù)據(jù)通信功能、防竊電功能等智能化的功能，智能電表代表著未來節(jié)能型智能電網(wǎng)最終用戶智能化終端的發(fā)展方向。隨著智能電網(wǎng)的日益發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)于智能化用戶終端的需求也日益增大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在未來5年，隨著智能電網(wǎng)在世界各國(guó)的建設(shè)，智能電表在全球安裝的數(shù)量將高達(dá)2億只。同樣，在中國(guó)，隨著國(guó)家堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的進(jìn)展，用戶端的智能電表的需求也會(huì)大幅度地增長(zhǎng)，保守的預(yù)計(jì)，市場(chǎng)將會(huì)有1.7億只左右的需求。美國(guó)政府為升級(jí)本國(guó)電網(wǎng)的撥款中，就有一部分專門用于在未來3年致使13%的美國(guó)家庭(1800萬戶家庭)能裝上智能電表。在歐洲，意大利及瑞典已經(jīng)完成先進(jìn)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施的部署，將所有普通電表更換為智能電表。法國(guó)、西班牙、德國(guó)和英國(guó)預(yù)計(jì)在未來10年內(nèi)完成也將完成智能電表的全面推廣和應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提出一種基于STM32F103微控制器的電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能準(zhǔn)確的測(cè)量各種電能參數(shù)，而且還能實(shí)現(xiàn)片上溫度顯示，電壓電流溫度預(yù)警，時(shí)間顯示，溫濕度補(bǔ)償和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等功能。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]基于STM32F103微控制器的電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括微控制器STM32F103和電能專用計(jì)量芯片ATT7022B，微控制器STM32F103與電能專用計(jì)量芯片ATT7022B通過SPI總線通信；微控制器STM32F103上分別連接有D⑶S液晶觸摸屏、DHTll溫濕度傳感器、火眼OV7725、SD卡、2.4g無線通信模塊、AT24C16掉電保護(hù)模塊、GSM通信模塊和看門狗與復(fù)位電路，其中，微控制器STM32F103與D⑶S液晶觸摸屏通過RS232通信，D⑶S液晶觸摸屏連接有上位機(jī)并通過RS485通信，微控制器STM32F103通過I2C總線與AT24C16掉電保護(hù)模塊連接；電能專用計(jì)量芯片ATT7022B分別連接有電壓互感器及其采樣電路、以及電流互感器及其采用電路。
[0007]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0008]本實(shí)用新型是一種基于電能專用計(jì)量芯片ATT7022B的三相多功能電能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該電能表用現(xiàn)在工控上比較流行的STM32F103ZET6高性能微處理器為控制核心，通過SPI總線用ATT7022B采集電能參數(shù)，通過RS232通信與高級(jí)彩色觸摸屏D⑶S顯示；此外，本實(shí)用新型還采用DHTll溫濕度傳感器測(cè)量工作環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行溫度濕度補(bǔ)償；采用火眼OV7725進(jìn)行照相和攝像工作；采用基于SD卡文件存儲(chǔ)的多任務(wù)系統(tǒng)管理；采用2.4g無線通信模塊傳輸大量數(shù)據(jù)；通過I2C總線，使用AT24C16掉電保護(hù)模塊實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)工作已經(jīng)ISL1208做備用時(shí)鐘；采用TC35GSM通信模塊以短信方式發(fā)送電能等數(shù)據(jù)而且接收指令進(jìn)行相應(yīng)的操作；還有各個(gè)接口的擴(kuò)展模塊并且很多接口設(shè)計(jì)有開關(guān)，必要時(shí)可以切斷連接其他需要相應(yīng)GP1接口的模塊或電路。該系統(tǒng)不僅能準(zhǔn)確的測(cè)量各種電能參數(shù)，而且還能實(shí)現(xiàn)軟件自動(dòng)校表，電能手動(dòng)清零，模式選擇，片上溫度顯示，電壓電流溫度預(yù)警，屏幕亮度調(diào)整，時(shí)間顯示，溫濕度補(bǔ)償，防竊電和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等功能。具有高精度，多功能，智能化，人性化等顯著特點(diǎn)，特別是采用與觸摸屏互動(dòng)的軟件自動(dòng)校表方式極大的簡(jiǎn)化了校表程序的編寫，縮短校表的時(shí)間，去掉人工校表帶來的誤差，大大提高校表精度，并且溫濕度補(bǔ)償和防竊電和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能的加入，起到修正精度，提高安全性能的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型中基于STM32F103微控制器的電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0011]結(jié)合圖1所示，基于STM32F103微控制器的電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括微控制器STM32F103和電能專用計(jì)量芯片ATT7022B。
[0012]微控制器STM32F103與電能專用計(jì)量芯片ATT7022B通過SPI總線通信。
[0013]微控制器STM32F103上分別連接有D⑶S液晶觸摸屏、DHTll溫濕度傳感器、火眼OV7725、SD卡、2.4g無線通信模塊、AT24C16掉電保護(hù)模塊、GSM通信模塊和看門狗與復(fù)位電路。
[0014]微控制器STM32F103與D⑶S液晶觸摸屏通過RS232通信，D⑶S液晶觸摸屏連接有上位機(jī)并通過RS485通信，微控制器STM32F103通過I2C總線與AT24C16掉電保護(hù)模塊連接。
[0015]電能專用計(jì)量芯片ATT7022B功能強(qiáng)大，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)三相電流、電壓、功率以及其基波，諧波參數(shù)的測(cè)量與統(tǒng)計(jì)，并且可以脈沖或者直接傳輸測(cè)量的24位測(cè)量值給單片機(jī)來進(jìn)行計(jì)算，更難能可貴的是，它自帶校表功能，使測(cè)量更精確更可靠。
[0016]微控制器STM32F103與上位機(jī)之間的通訊采用RS485通信，具有線路簡(jiǎn)單，通信距離遠(yuǎn)，速率高，抗干擾好，一對(duì)多等特點(diǎn)。而STM32F103與D⑶S屏之間的通訊采用RS232通信。
[0017]而火眼OV7755照相和攝像的數(shù)據(jù)比較大，而且傳考慮傳輸距離不定等問題，設(shè)計(jì)考慮采用2.4g無線通信模塊傳輸數(shù)據(jù)。
[0018]本系統(tǒng)采用ARM內(nèi)核的STM32F103ZET6高性能微處理器，是32位單片機(jī)，采用最新的Cortex-M3內(nèi)核，指令周期短，速度快，具有優(yōu)先級(jí)搶占中斷控制器，IM采樣速率的AD模式，GP1刷新速率可設(shè)定等功能，適用于工業(yè)控制與一些對(duì)速度性能比較高的場(chǎng)合，STM32F103ZET6完全能一并承擔(dān)起眾多功能