基于dsp无线抄表系统设计

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1、传统的手工抄表费时、费力，准确性和及时性得不到可靠的保障，这导致了相关营销和企业管理类软件不能获得足够详细和准确的原始数据。一般手工抄表都按月抄表，对于用户计量来说是可行的，但对于相关供应部门进行更深层次的分析和管理决策却不够。随着大规模集成电路和通信技术的发展，在电能计量领域，数字电表以其自身的优势，逐渐取代了传统的机械式电度表。高精度的电能计量芯片是数字电表的核心部分，CS5460A-p.htm"target="_blank"title="CS5460A货源和PDF资料">CS5460A已经广泛应用于各种单、三相电能表以及电力系统测量控制领域。电力系统中计

2、算机信息化管理程度越来越高，无线抄表系统正越来越得到广泛应用。　　1总体结构　　系统采用高精度电能采集芯片Cs5460A采集电量，采用DSP2812控制，处理后的数据通过无线收发模块nRF2401A，实现数据的无线传输，接收模块接收到前端采集系统采集的数据传送给上位机，上位机可以显示所需要的一些电参数，实现抄表收费一体化。系统结构如图1所示。　　2电能采集系统设计　　选用CS5460A-p.htm"target="_blank"title="CS5460A货源和PDF资料">CS5460A作为电能采集芯片，选用TI公司的TMS320F2812作为控制芯片。Cs

3、5460A是高度集成的A／D转换器，它在单一芯片上结合了两个A／D转换器、高速功率计算功能和一个串行接口。该芯片是为精确测量和计算而设计的，可用于单相2或3线功率测量设备的能量、瞬时功率、瞬时电压、瞬时电流、电流有效值、电压有效值的测量。CS5460A-p.htm"target="_blank"title="CS5460A货源和PDF资料">CS5460A可与一个低成本旁路电阻或变压器相联接以测量电流，也可与电阻分割器或测量用变压器相联接以测量电压。CS5460A-p.htm"target="_blank"title="CS5460A货源和PDF资料">CS5

4、460A带有一个与微控制器通信的双向串口和一个与供电成正比的可编程频率输出。CS5460A-p.htm"target="_blank"title="CS5460A货源和PDF资料">CS5460A的片上功能还包括交流或直流系统校准。　　CS5460A-p.htm"target="_blank"title="CS5460A货源和PDF资料">CS5460A可以在单+5V电源及双极性±5V电源下运行，电流通道输入范围为50mA或250mA，电压通道为250mV。在单电源供电时CS5460A-p.htm"target="_blank"title="CS5460A货源

5、和PDF资料">CS5460A的共模信号为-0．25V到VA+。图2是CS5460A-p.htm"target="_blank"title="CS5460A货源和PDF资料">CS5460A在单电源模式下单相2线系统的功率测量的电路图。此接线方式实现与电源线隔离。隔离通过3个变压器实现。一个是普通的变压器，用于提供CS5460A-p.htm"target="_blank"title="CS5460A货源和PDF资料">CS5460A的直流电源。第二个是高精度、低阻抗的变压器(通常称为电压互感器)，在较高的滤波下也具有很小的衰减和相位延迟。还有一个电流互感器用于

6、测量电源线电流，一个电阻跨接在电流互感器的次极，对CS5460A-p.htm"target="_blank"title="CS5460A货源和PDF资料">CS5460A的电流通道产生电流感应的电压信号。　　3无线通信系统设计　　nRF2401A及其外围电路包括nRF2401A的芯片部分，稳压部分、晶振部分、天线部分。电压+5V为芯片提供电压；晶振部分包括Y4，C44,C45晶振Y1允许值为：4MHz，8MHz，12MHz，16MHz，该设计用1Mb／s的通信速率，则必须选择16MHz晶振。天线部分电感L1，用来将nRF2401A芯片的ANT1，ANT2管脚产

7、生2．4GHz电平信号转换为电磁波信号，或者将电磁波信号转换为电平信号输入芯片的ANT1，ANT2管脚。　　nRF2401A通信模块原理图如图3所示。该设计只利用通道1的收发通道，通道2为预留通道，PER_UP与DSP2812的GPIOB4口相连控制nRF2401A芯片上电，GPIOB5接CE控制芯片使能。GPIOB6连CS实现。nRF2401A片选，GPIOB7接DR1从而通过DSP控制芯片通道1数据请求，GPIOB8接CLK1控制通道1时钟，GPIOB9和芯片DATA管脚相连，实现DSP与模块之间的数据传输。　　4电能采集软件设计　　4．1程序功能　　程序

8、功能包括两方面的关键内容：一是，通过单