基于att7028a的载波智能仪表设计

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1、第３２卷第１期世界科技研究与发展Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．１２０１０年２月８８－９０页ＷＯＲＬＤＳＣＩＴＥＣＨＲ＆ＤＦｅｂ．２０１０ｐｐ．８８－９０基于ＡＴＴ７０２８Ａ的载波智能仪表设计盛海波朱青马耀辉孙猛（湖南大学电气与信息工程学院，长沙４１００８２）摘要：本文提出了基于高精度计量芯片ＡＴＴ７０２８Ａ载波智能仪表的设计方案。完成了方案的硬件与软件设计，重点进行了载波部分的设计及测试。本智能仪表不仅在实验室环境下进行了成功的载波组网通信测试，而且已经挂网运行，运行性能稳定可靠。本设计方案在电力线存在严重干扰情

2、况下，提高了载波通信成功率，实现了自动抄表功能。关键词：ＡＴＴ７０２８Ａ；载波智能仪表；组网中图分类号：ＴＭ９３３．４文献标识码：ＡＤｅｓｉｇｎｏｆＣａｒｒｉｅｒＥｎｅｒｇｙＭｅｔｅｒＢａｓｅｏｎＡＴＴ７０２８ＡＳＨＥＮＧＨａｉｂｏＺＨＵＱｉｎｇＭＡＹａｏｈｕｉＳＵＮＭｅｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８２）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｄｅｓｉｇｎｐｒｏｐ

3、ｏｓａｌｏｆＣａｒｒｉｅｒＥｎｅｒｇｙＭｅｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＨｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｈｉｐＡＴＴ７０２８Ａ．Ｉｎｔｈｉｓｐｒｏｐｏｓａｌｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｈａｖｅｂｅｅｎｅｌａｂｏｒａｔｅｄ．Ｔｈｅｍａｉｎｆｏｃｕｓｏｆｔｈｅａｒｔｉｃｌｅｉｓｔｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｎｅｔｗｏｒｋｔｅｓｔｏｆｔｈｅｃａｒｒｉｅｒｐａｒｔ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，ｔｈｅＣａ

4、ｒｒｉｅｒＥｎｅｒｇｙＭｅｔｅｒｎｏｔｏｎｌｙｈａｓｂｅｅｎｃａｒｒｉｅｄｏｎｔｈｅｃａｒｒｉｅｒｎｅｔｗｏｒｋｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅｔｅｓｔｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ，ｂｕｔａｌｓｏｈａｓｂｅｅｎｐｕｔｉｎｔｏｐｒａｃｔｉｃｅｗｉｔｈｓｔａｂｌｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ．Ｗｈｅｎｔｈｅｐｏｗｅｒｌｉｎｅｗａｓｄｉｓｔｕｒｂｅｄｓｅｒｉｏｕｓｌｙ，ｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎｐｒｏｐｏｓａｌｒａｉｓｅｄｓｕｃｃｅｓｓｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｃａｒｒｉｅｒｃｏｍｍｕ

5、ｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄａｃｈｉｅｖｅｄｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｍｅｔｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＴＴ７０２８Ａ；ｃａｒｒｉｅｒｅｎｅｒｇｙｍｅｔｅｒ；ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ１引言近年来，我国对城乡电网进行大规模改造建设，电力系［１］统对载波智能仪表的需求量迅速增加。电力载波抄表作为最符合电力系统特点的集抄方式，同时电力线作为通信传输通道所具有的特有优点：可靠性高、投资少、见效快、与电网建设同步等，使得电力系统对作为电量采集和计量终端的载波智能化仪表的需求量不断增加。随着将数据采集、传输［２］

6、和处理应用于电能供用和管理的自动抄表系统的不断发图１系统框图展和成熟，以及国家电网对智能电网不断人力物力的投入和Ｆｉｇ．１Ｓｙｓｔｅｍｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍ建设，载波智能仪表在不断改进和成熟的过程中，将占据越事件的发生，来完成键程序，并对外界发生的相关事件做出来越大的市场份额。本文设计的载波智能仪表相比于以往判断，如失压、失流事件；同时保存事件记录，并实时检测电的载波仪表具有计量精度高、功耗低、工作电压范围宽、性能力线的数据帧，根据通信协议，实时检测数据帧起始标志、帧可靠性高和载波抄读成功率高等特点。

7、地址、校验位、以及结束标志，通过载波通信模块，将包含系本文设计的载波智能仪表计量部分选用炬力集成的三统地址与目的地址的数据帧发送到电力线上。相电能表专用计量芯片ＡＴＴ７０２８Ａ，ＭＣＵ部分选用ＮＥＣ公司２．２计量单元的ｕＰＤ７８Ｆ０５２５单片机，载波通信部分选用东软公司的ＰＬ［３］本方案计量部分采用ＡＴＴ７０２８Ａ测量各相以及合相的Ｃｉ３６载波通信芯片。有功功率、有功能量，以及各相电流、电压的有效值、功率因数、相角、频率等，与ＭＣＵ的接口电路如图２所示。２系统硬件设计２．１系统组成载波智能仪表由电流、

8、电压采样、ＡＴＴ７０２８Ａ计量单元、ＭＣＵ主控单元、电源单元、载波通信单元、时钟基准单元、按键单元、ＬＣＤ显示单元、系统软件、外部存储单元组成，系统框图如图１所示。系统中，ＡＴＴ７０２８Ａ将来自采样的模拟信号转变成数字信号，并对其进行数字积分运算以及相关处理后送给ＭＣＵ，图２计量接口电路ＭＣＵ根据片外时钟芯片提供的精准时钟，对测量数据进行Ｆｉｇ．２Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｉｒｃｕｉｔ模拟电压、电流信号分别通过电压和电流互感