基于arm7的嵌入式网络智能电能传感器的研究

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1、上海交通大学工学硕士学位论文摘要基于ARM7的嵌入式网络智能电能传感器的研究摘要传感器已不再局限于将待测信号转换为电信号的敏感元件，具有数据处理能力和标准网络接口的网络智能传感器成为现代传感器的发展趋势。根据传感器的发展趋势，针对现有电能监测仪存在不具备标准网络接口的问题，提出了将网络智能传感器设计原理应用于电能监测仪设计的方法，设计了网络智能电能传感器，实现了交流单相/三相用电设备电参数的远程监测。论文基于IEEE1451智能传感器标准和电能测量基本原理，以ADI公司的ARM核微处理器ADuC7027为核心芯片，

2、开发了具有网络功能的智能电能传感器原型。首先，在深入了解智能电能传感器的测试原理的基础上，选取非同步采样方式，设计了传感器总体结构框架。其次，系统地分析了硬件结构，包括微控制器模块、网络控制卡模块、外部存储模块、信号调理模块以及开关电源模块。采用电流分段测量方法提高了电能传感器电参数的测量精度。软件系统主要由底层数据处理程序、网络通信协议和客户端应用程序三部分构成。对TCP/IP协议族进行裁减，实现了传感器原型的以太网数据传输。建立了电能传感器的测试平台，通过实验数据对电能传感器的响I上海交通大学工学硕士学位论文摘

3、要应时间和电参数测量精度进行测试，验证电能传感器原型的可行性，对实验误差进行分析并提出了进一步提高电能传感器精度的方法。实验表明本文所设计的智能电能传感器能够到达预定的技术指标，设计方案具有可行性，能够满足工业界的要求。关键字：网络智能传感器，电参数，ADuC7027，非同步采样方法，TCP/IP协议II上海交通大学工学硕士学位论文ABSTRACTRESEARCHOFANETWORKEDINTELLIGENTSENSORFORELECTRICALPARAMETERSMEASUREMENTWITHARM7ABSTRA

4、CTThesensorisnomorejustasenseorganfortransformingtherequestedsignaltoelectricalsignal,butasystemwhichintegratesthedataprocessabilityandstandardnetworkinterface.Thisistheso-callednetworkedintelligentsensor.Consideringthisdeveloptrendandtheproblemofthepresentpow

5、ermonitorwithoutstandardnetworkinterface,thispaperpresentedamethodthatappliedthedesignprincipleofnetworkedintelligentsensortothepowermonitordesign.Withthismethod,anetworkedintelligentsensorforelectricalparametersmeasureisdesigned,whichrealizedtheremotemonitori

6、ngofthe1-phase/3-phaseelectricalequipment.ThispaperdesignedanetworkedintelligentsensorprototypeforelectricalparametersmeasurementwithADuC7027basedontheIEEE1451smarttransducerinterfacestandardfamilyandtheprincipleofelectricalpowermeasure.Aftercomprehendingthepr

7、incipleofintelligentpowersensor,theIII上海交通大学工学硕士学位论文ABSTRACTnonsynchronoussamplingmodehadbeenselectedandthewholeframeworkhadbeendesigned.Thepaperpresentedthedetailsofthesensor’shardwareandsoftwaresystem.ThehardwaresystemincludesMCU,networkcontroller,externalme

8、mory,signalprocessingmodulesandswitch-modepowersupply.Inordertoimprovetheaccuracyandenlargerangeofthemeasure,aspecialcircuithadbeenusedtosamplethecurrentwithtwodifferentamplifiers.