开题报告-智能电力监测系统的硬件设计2

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1、附件3南阳理工学院毕业设计（论文）开题报告电子与电气工程系专业课题名称：智能电力监测系统的硬件设计学生姓名：杨晓虎学号：94107034指导教师：尹应鹏报告日期：2010年12月3日1.本课题所涉及的问题在国内（外）的研究现状综述（1）、本课题主要涉及问题：学生通过所做课题，熟悉单片机应用系统开发研制的过程，软硬件设计的工作方法，工作内容，工作步骤。训练正确地应用单片机，培养解决检测与控制等领域具体问题的能力。（2）.国外研究现耳犬：目前国外正在借助于配电监测设备，枳极开展有关电力系统电能质量监控的研究。如加拿大PowerMeasuremen

2、tLtd.公司生产的高级电力综合监控仪，集采集、测量、控制、通信功能于一体，采用了高性能的DSP芯片用于数字信号处理，并增加了微机继电保护功能。但是，国外产品由于其面板按键操作较复杂，技术实现上有所差异，加之价格昂贵，不能完全适合我国配电网的现状和需求。（3〉、国内研究现习大：国内电力监测的研究起步于20世纪90年代，较发达国家约滞后20年。由于近年来计算机技术、通信技术以及电力事业的飞速发展，配电网综合自动化成为必然趋势，国内许多厂家和研究单位纷纷研制和开发各种类型的配电监测终端。配电终端硬件设计从早期的单CPU结构到多CPU结构，发展到现

3、在的CPU+DSP+EPLD技术。为了保证配电终端硬件设计的高可靠性、故障检测的实吋性以及谐波测分析的需要，数字信号处理器的高速采样和数据处理技术以及冗余设计、自诊断、自检等渐渐成为普遍采用的硬件设计技术。2.本人对课题任务书提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析（1）、任务要求：1）查找与本研究项目有关的材料。2）计量芯片ATT7022工作原理及其单片机控制的工作过程。3）绘出系统的硬件设计电路。4）駛件制作、硕件调试、系统性能测定。⑵、可行性分析：1）研究的必要性：现代化生产和经营管理不仅要对大量信息迅速进行科学处理，而且还要求对复杂的

4、管理问题进行最佳决策，这都必须建立以计算机为核心的智能电力监测系统。本题目就是设计智能电力监测系统的硬件和软件。2）设计原理可行性：该硬件系统采用单片机为核心控制单元，再加上RS485接口电路、电源电路、三相电路计量模块、I/O量电路、显示模块等，设计出相关电路原理图、PCB板图。3）知识能力的可行性：通过平时所掌握硬件设计能力和实际的专业，近几年的大学学习使得我掌握单片机知识，培养扎实了软硬件设计能力，运用所学相关专业知识解决检测与控制领域相关问题，4）实验条件的可行性：学院具备该方面的实验室与试验测试设备，毕业设计试验器件，并且在老师的精

5、心指导下，按照研究课题设计要求经过设计、调试与测试分析，一定能够按计划完成研究任务的系统设计指标的要求，理论与实际相结合起來1.本课题需要重点研究的关键问题及解决的思路（1）、关键问题：重点研究的关键问题是首先根据需求选定合适的芯片。这里主要从价格与参数耍求两个方面决定元器件的选用。对于系统的核心一一单片机的选择，考虑到AT系列单片机良好的开关量采集模块的设计与实现保密性、抗干扰性、以及在系统可编程，无需编程器等优点，选择STC89C51-通讯接口是系统的另外一个组成部分，选用65LBC184作为RS-485的电瓶转换接口芯片。（2）、主要功

6、能模块：1）系统核心控制功能模块：利用单片机实现电力检测信号处理与控制。2）RS485接口电路。3）数据采集计量模块：以电能计量芯片ATT7022为核心。（3）、解决思路：本题目应完成的工作硬件部分包括单片机控制电路、RS485接口电路、电源电路、三相电路计量模块、I/O量电路、显示模块等部分。其中电能表设计中的计量部分采用计量芯片ATT7022,该芯片具有计量参数齐全、校表功能完善等优点，并可简化软件设计，缩短软件开发周期。本设计使用铁电存储器（FRAM）作为数据的存储器件，提高了数据的可靠性。人机接口、数据的处理、显示和通信等，则采用ST

7、C处理器系列的STC89C51,这种微处理器成本低、性能高、耗能小，原有程序直接使用，硬件无需改动，接口十分方便。其硬件组成如下图：电源模块RS485通讯信道LCD显示器计量芯片!MCUSTC89C51I/O量采集控ATT7022►RAM2.完成本课题所必须的工作条件（如工具书、实验设备或实验坏境条件、某类市场调研、计算机辅助设计条件等等）及解决的办法：（1）该设计所需的硬件基础主要是一台高性能电脑，STC89C51芯片、ATT7022B芯片、LCD、RS485芯片以及软件特别是如DXP、Ke订、protues等，以及必要的芯片等就可以满足该

8、设计的要求，当然还需要一些必要的基础知识的支撑。（2）参考文献：[1]程凯等.RS—485总线理论的应用与分析.中国海洋大学学报，2003,5：753〜758[2]