多功能智能电表的设计

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1、山东科技大学本科毕业设计（论文）开题报告题目多功能智能电表设计学院名称信息与电气工程学院专业班级电气工程及其自动化2009级4班学生姓名赵宗营学号200901101238指导教师白兴振填表时间：2013年3月23日设计（论文）题目多功能智能电表设计设计（论文）类型（划“√”）工程设计应用研究开发研究基础研究其它√一、本课题的研究目的和意义伴随着我国工业化进程的前进步伐，工业及居民用电急剧增加，庞大的供电网络给用电管理单位带来了巨大挑战，也给居民工厂带来了诸多不便。为此我国在“十二五规划”中提出建设“智能电网”的解决

2、方案，实现电网、计算机网、电信网三网融合。传统的机械式电表及电子式电表无论是在计量精度还是在信息传递方面都难以满足“智能电网”的需求，在这种情况下智能电表应运而生。智能电表是指具有多功能、智能化、网络化等功能的新式电表，是智能电网的基本设备之一，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务。国内智能电表即将大规模应用，据预计国家电网将在2015年前使智能电表覆盖率将超过80%，居民用户超过1.4亿户，2020年全国智能电表的覆盖率将达到100%。由此可见对智能电表的研究有着巨大的现实意义和可观的市场前景。首先，智能电表

3、能够更精确、更快速的完成对电能的计量任务，并且在控制中心就可以完成每一户用电量的采集、处理，节省了管理单位的人力、物力资源。而且电表可以通过加密防止用户窃电，安全性更高。其次，课题研究的智能电表能够让居民可以方便的完成电量缴费，并及时提醒所剩电量。用户对用电量更加清晰明了。最后，课题研究的智能电表是国家智能电网建设的基础设备，其先进性为我国工业化、现代化的实现提供了技术支持，其便利性提高了我人民生活整体水平。科学技术是第一生产力，它的发展必然导致新事物淘汰旧事物。每一位科技工作者都有义务钻研各种新技术、新原理，为推

4、动社会进步贡献自己的力量。智能电表的研究目同样是为了给人们生活带来便捷，为科技文明增砖添瓦。一、本课题的主要研究内容本课题主要对能精确测量电能并具有智能管理功能的电表的设计方法进行研究。研究的具体内容如下。1、实现智能电表精确测量，达到1级精度要求的具体方法。此处涉及到电量计量芯片的选择、CPU的选择、软件算法的构架、PCB布局等影响测量精度因素的研究。2、实现电表智能化管理的具体方法。涉及到的研究内容有：数据存储的实现方法、键盘显示的实现、系统通过红外与其他设备通讯的实现方法。3、实现系统供电电源设计的具体方法。

5、此处涉及到交流电源转直流稳压电源的研究。三、文献综述1、智能电表的分类　　目前，我国智能电表从结构上通常分为两大类，一是机电一体式智能电表，是在原机械式电度表上附加一定的部件，让电表完成所需功能。这种智能电表具有降低造价、易于安装，设计方案不破坏现行计量表原有物理结构、不改变其国家计量标准等优势。二是全电子式智能电表，主要是由电子元器件构成，是先通过对用户供电电压和电流的实时采样，再采用专用的电能表集成电路，对采样电压和电流信号进行处理，并转换成与电能成正比的脉冲输出，最后通过单片机进行处理、控制，把脉冲显示为用电

6、量的电表。全电子式智能电表从计量到数据处理都是采用以集成电路为核心的电子器件，具有可靠性，计量精确，自身耗电量、防窃电能力强、自身损耗低等众多优点，是当前最先进的一类电度表。　　2、智能电表的系统组成新型智能电度表不再使用感应系测量机构，而是由乘法器完成对电功率的测量。它没有传统电度表上的旋转机构，因而又被称为静止式电度表或固态电度表。近几年来，各类型号各异，功能众多的新型智能电度表不断推出，但通常由下列部分系统组成：1)智能远传表。远传表是具有脉冲输出的水表、电表、气表、热表等计量表的统称，远传表的计量方式与传统

7、表基本相同，但远传表在原传统表上增加了脉冲输出功能，发出的每一个脉冲都能记录一定的计量值，然后使智能采集器远传表输出端口采集脉冲。　2)智能采集器。智能采集器主要功能是能同时采集水表、电表、气表、热表等输出的脉冲信息，同时将这些脉冲信息进行转换，成为认可的计量的物理量，然后将这些物理量存储在各采集器的存储器中，再通过管理计算机，对任意一户的耗能信息能进行查询，并且根据管理计算机的抄表等命令将用户信息上传。　　3)智能转换器。智能转换器的主要功能是完成与采集器的数据通信工作，同时向采集器下达电量数据冻结命令，通常的转

8、化器是定时循环接收采集器的电量数据，或者是依据设计原则接收某个电表以及某组电表的一些数据。达到完成与主站的通讯的目的。4)智能系统管理软件。智能系统管理软件的基础是通讯，核心是数据库，智能系统管理软件具有提供数据处理、查询、统计、报表、备份等多种功能，智能系统管理软件可以采用面向对象，也可以模块化，能灵活支持不同客户要求，譬如特殊格式报表、权限控制等状况。同