基于Modbus协议的智能电能表的设计与实现

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1、扉页：独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出贡献的集体和个人均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：』隧日论文使用和授权说明本人完全了解云南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文和论文电子版；允许论文被查阅或借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵循此规定)研究生签名：盔堡

2、导师签名：日期：之型兰：』兰丝●●●●●■●-●■●-●●■’●●-●●-■●■●■-●●n●■●●--n●●-●●●■■-●●●-●●--■n-●●--●-●●●_●---●--本人及导师同意将学位论文提交至清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”进行电子和网络出版，并编入CNKI系列数据库，传播本学位论文的全部或部分内容，同意按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。研究生签名：重!兰导师签名：日期：型兰：墨竺基于Modbus协议的智能电能表的设计与实现摘要随着电子科学技术的发展进步，以能源多元化、清洁化为方向

3、，以优化能源结构、推进能源战略转型为目标，以清洁能源和智能电网为特征的新一轮能源变革正在全球范围推进。电能作为一种清洁能源在社会的方方面面被使用。电能表作为电能计量的设备在智能电网的终端发挥重要作用。电网规模逐步扩大，供电单位对电网的集中监控，抄表准确性要求也越来越迫切。由于电能表设备分布较分散需要其具有较强的远距离通信功能。本文针上述情况利用RS485总线的低成本、简单性、通信的可靠性结合ModbusRTU总线协议，提出了一种基于NXP公司ARMCortex-32LPCI756MCU平台智能电能表的设计方法，并对其软硬件设计与开发进行了详

4、细描述。文章首先对国内外智能电能表的研究现状、电子式电能表的计量原理、FFT原理，通过对比方式对ModbusRTU与ASCII两种传输模式进行了分析。而后从硬件上介绍了电能表的电源模块、计量模块、按键显示模块、通信模块等功能模块的设计，然后对各个模块的软件部分进行了设计，重点设计了分时计费部分、按键通信部分、翻屏部分、谐波分析部分、ModbusRTU协议帧时序控制机制以及相关功能帧的数据格式，并给相关功能码的实例。最后在不同温度下给出了相关的测量结果。通过在实际环境中运行，该电能表能够很好的适应当地的温度条件。CS5463计量芯片的温度补偿

5、功能使得计量的精度与可靠性可以得到很好的保障。RS485总线与Modbus协议帧的结合，很好的解决了供电单位对电网终端的监控。与传统电能表相比，其具有系统操作简单、精度高、性能稳定等特点，市场应用前景广泛。关键词：智能电能表；ModbusRTU协议；电能计量；谐波分析；AbstractWiththeelectronicdevelopmentandprogressofscienceandtechnology,energydiversification,cleanintothedirection，inordertooptimizetheener

6、gystnlctllre，promotethetransformationofenergystrategygoals，ischaracterizedbyanewroundofcleanenergyandsmartgridenergychangeistheworldwidepromotion．Energyasacleanenergyinallaspectsofsociety．Energymeterattheendofthesmartgridplayallimportantroleasenergymeteringequipment．Thegri

7、dgraduallyexpandthescale，centralizedmonitoringofpowersupplyunitsontheg啦meterreadingaccuracyrequirementsmoreandmoreurgent．Sincetheenergymetermoredisperseddistnloutionofitsequipmentwithstronglong—rangecommunicationfunction．TheneedleinthisarticleusetheRS485buslow-cost，simplic

8、ity,reliabilityofcommunicationwithModbusRTUbusprotocol,proposedamethodbasedonNXP’SARMCort