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本文详细阐述了电子式多功能电能表的设计和实现。系统硬件设计采用MCU(微控制器)结合ASIC(能量采集芯片)的方式,在此硬件平台的基础上采用模块化软件设计方法实现了有功和无功能量分时计量、需量计量、异常检测及记录、双RS485通讯、红外通讯、停电抄表、红外唤醒等功能。系统在设计时综合考虑功能、功耗、成本等因素,选用ATMEL公司高档8位MCUATmega128L实现对数据的处理;而计量芯片则采用ADI公司04年新推出的三相能量采集芯片ADE7758。
系统设计过程中解决了系统扩充、数据安全、抗干扰、功耗等难题。软件设计时采用模块化设计方法,采用结构体、列表的方式来组织数据,使系统可以很方便地实现扩充。数据安全方面,除使用EEPROM存储体外,引入了铁电存储器对系统参数和重要数据进行存储,使这部分重要数据保存有了保证。设计时不仅在硬件设计,在软件实现时也考虑到抗干扰的情况,设置软件陷阱防止程序跑飞。系统设计了正常、休眠、唤醒、唤醒节电四种运行方式,采用3.6V和6V两块电池实现对停电时不同状态的供电,解决了电表停电时的功耗问题。
本设计实现了有功0.5S,无功2.0的三相四线电子式多功能电能表。本系统实现时考虑到设计通用性,仅修改少量代码即可实现系统的移植。另外,在设计过程中解决数据安全、抗干扰、功耗等方面难题的方法也值得在其他领域借鉴。