基于嵌入式的電量計量采集系統(tǒng)研究

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摘要：通過比較高壓無線監(jiān)視模塊和用戶用電量遠(yuǎn)程監(jiān)視單元的數(shù)據(jù)，確定用戶的功耗是否存在異常，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送回監(jiān)視主站。供電部門的員工通過監(jiān)控用戶的用電規(guī)律，從而證明竊電行為的證據(jù)。本文通過具有無線通信功能的智能電表和插座對用戶用電量的采集。經(jīng)過實際測試，本文設(shè)計的嵌入式系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、易于操作。

關(guān)鍵詞：嵌入式;電量采集;遠(yuǎn)程抄表

一、電量監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計

（一）1ADE7755程序設(shè)計

ADE7755電量計量模塊的有功功率以脈沖的形式輸出，選用的電流測量參數(shù)范圍是1.5A-10A，基本電流是1.5A，最大電流是10A，脈沖常數(shù)為6400，即ADE7755輸出脈沖為6400個時，用電量達(dá)到1度電。明白ADE7755工作原理后，通過采集脈沖輸出腳的脈沖個數(shù)即可轉(zhuǎn)換成用電量。

程序開始對zigBee進(jìn)行初始化、內(nèi)存初始化、中斷初始化并將脈沖檢測1/0口配置為上升沿中斷觸發(fā)模式，然后進(jìn)入循環(huán)檢測I/O口是否有上升沿觸發(fā)信號，若有，則進(jìn)行脈沖數(shù)加1，否則，繼續(xù)檢測。

（二）zigBee組網(wǎng)程序設(shè)計

程序最主要的是0SAL操作系統(tǒng)部分，這部分一般都是由0SAL操作系統(tǒng)自動運行，用戶需要做的工作是將所要實現(xiàn)的功能創(chuàng)建一個用戶自定義任務(wù)，將這個任務(wù)放入OSAL操作系統(tǒng)任務(wù)初始化中，同時，編寫好該任務(wù)處理函數(shù)。之后0SAL操作系統(tǒng)自動循環(huán)檢測該任務(wù)是否被觸發(fā)，若觸發(fā)則調(diào)用用戶任務(wù)處理函數(shù)，這樣實現(xiàn)用戶設(shè)定的功能。

（三）高壓無線檢測模塊

1.采樣模塊

互感器在高壓側(cè)轉(zhuǎn)換電能數(shù)據(jù)，并通過采樣模塊收集并處理。

2.控制模塊

控制整個檢測設(shè)備的操作順序。

3.通信模塊

傳輸采樣單元的數(shù)據(jù)。

4.電源模塊

確保整個檢測設(shè)備的正常運行。

（四）高壓無線檢測單元工作步驟

1.對系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和硬件進(jìn)行初始化和復(fù)位。

2.通信單元向監(jiān)控設(shè)備發(fā)送指令和網(wǎng)絡(luò)地址。

3.控制采樣模塊周期性的工作，能夠節(jié)省功耗。

4.采樣模塊處于保持狀態(tài)時，通信設(shè)備采用ZigBee的信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)信息。

如果在電網(wǎng)的高壓側(cè)發(fā)生短路故障，則高壓側(cè)的短路電流通常會比正常操作中的負(fù)載電流更大，并且由于沒有任何安全措施，會導(dǎo)致無線檢測設(shè)備的短路故障，從而導(dǎo)致檢測失敗。如果電網(wǎng)正常運行，線圈變壓器檢測到的電壓相對較小，因此要檢測設(shè)備的靈敏度，必須在線圈的前端增加一個電壓放大電路。

2ZigBee無線通信測試

具體數(shù)據(jù)如下表。

三、嵌入式電量計量采集系統(tǒng)優(yōu)點

（一）挽回更高經(jīng)濟損失

傳統(tǒng)的防竊電方法不僅成本高昂，而且效率比較低下。本文所研究的自動檢測裝置，使得大多數(shù)的違法行為都無法逃脫法律的制裁。

（二）震懾竊電用戶停止竊電行為

正是竊電行為很難被發(fā)現(xiàn)，所以過去發(fā)生的竊電現(xiàn)象較多。經(jīng)過調(diào)查，安裝防盜設(shè)備后，許多偷電用戶的電耗已恢復(fù)到正常水平。

（三）提高防竊電的工作效率

很多用戶利用工作人員不能整天在同一個地方檢查的漏洞進(jìn)行竊電。而且人手和資金的不足，使供電公司通常只能進(jìn)行突擊或定期檢查。通過防盜檢測設(shè)備讓全天候的實時監(jiān)控成為可能。如果用戶的功耗異常，則檢測設(shè)備可以自動對其進(jìn)行檢測和識別，以便及時查明用戶是否有竊電現(xiàn)象。這樣不僅可以提高工作效率，減少經(jīng)濟損失，而且可以降低監(jiān)控成本，減少員工的工作量。

結(jié)語

本文通過對實驗樣機進(jìn)行調(diào)試及系統(tǒng)功能的測試，測試表明系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，驗證了本文工作的正確性。相信本文設(shè)計的智能家居電量控制管理系統(tǒng)經(jīng)過進(jìn)一步完善后，將在以后有巨大的應(yīng)用前景。

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