發(fā)布時間：2019-08-02 12:35

【摘要】：電能表是我國應用最廣泛的儀表之一，然而隨著智能電網(wǎng)的改造政策和能源計量管理水平的不斷提高，對電能表的功能要求越來越高。不僅需要對電網(wǎng)參數(shù)進行精確的測量，而且能夠對電能質量進行系統(tǒng)的分析和對用電狀態(tài)進行實時監(jiān)控。以簡單的8位單片機為控制核心的電子式電能表，，由于數(shù)據(jù)寬帶及數(shù)據(jù)處理速度的瓶頸，已難以滿足智能電網(wǎng)不斷發(fā)展的要求，開發(fā)基于高性能處理器和嵌入式系統(tǒng)相結合的智能電表已成為國內外的研究熱點。本文針對智能電網(wǎng)監(jiān)控，設計了一種新型的基于ARM的智能電表系統(tǒng)并完成相關實驗，具體內容如下： 本文設計的智能電表系統(tǒng)主要劃分為三個部分：智能電表系統(tǒng)的硬件設計；嵌入式Linux操作系統(tǒng)的開發(fā)與移植；智能電表系統(tǒng)的軟件設計。系統(tǒng)選用主流的ARM微處理器S3C2440作為系統(tǒng)主控制器，ADE7758芯片作為系統(tǒng)核心計量芯片，并根據(jù)需要給出了具體的硬件電路設計，包括：ARM系統(tǒng)硬件、互感器電路、信號調理電路、繼電器驅動電路、以及電參數(shù)計量電路設計。 設計了嵌入式系統(tǒng)。采用基于2.6內核版本的嵌入式ARM-Linux，完成基于ARM9的嵌入式Linux系統(tǒng)移植開發(fā)。具體包括：搭建開發(fā)平臺，建立嵌入式交叉編譯環(huán)境；在分析嵌入式系統(tǒng)引導加載程序Bootloader的基礎上，修改U-Boot源碼并進行U-Boot的編譯和移植；理解嵌入式Linux系統(tǒng)的內核架構和啟動流程，完成了針對本系統(tǒng)的內核源碼修改、編譯及其移植；同時根據(jù)應用需求，選擇YAAFFS2文件系統(tǒng)作為根文件系統(tǒng)，給出根文件系統(tǒng)實現(xiàn)過程。 針對智能電表系統(tǒng)特點，進行了系統(tǒng)軟件設計，完成了設備驅動開發(fā)、嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)Boa服務器的構建及系統(tǒng)應用開發(fā)。經實驗，該智能電表系統(tǒng)在保證現(xiàn)場數(shù)據(jù)準確測量和實時顯示的基礎上，實現(xiàn)了遠程測控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性較高、性價比較好，具有廣泛的應用價值。
【圖文】：

1.2.1 電能表的發(fā)展歷程1.感應式電能表1880 年，美國發(fā)明家愛迪生通過電解的原理發(fā)明了直流電能表，這便是最早的電能表。由于交流電的發(fā)現(xiàn)并得到廣泛的應用，于是對電能表功能就會有許多新的要求。1888 年，意大利物理學家費拉里斯最先想到把旋轉磁場應用在交流電能測量上。1889年，德國人布勒泰研制了一種感應式電能表，其沒有單獨的電流鐵心。1890 年，研制出了帶電流鐵心的機械式電能表，其靠交流電磁鐵產生制動力矩，把銅環(huán)作為轉動元件。這種情況一直延續(xù)到 19 世紀末，為了降低轉動元件的旋轉速度并提高轉矩，改用永久性磁鐵來獲得制動力矩；對于表的技術機構方面也經過了許多的改進，鋁圓盤取代了銅制圓轉盤。到這個時候，基本形成了感應電能表的在制造方面的理論，在一百多年里，通過不斷的更新和完善，感應電能表在制造方面的技術也日趨于成熟。感應電能表有著許多的優(yōu)點，如其制造比較簡單、可靠性能好、價格比較低廉等，所以，一直到現(xiàn)在許多發(fā)展中國家包括我國，甚至是在一些發(fā)達國家，感應電能表仍然被廣泛的使用。國內使用比較廣泛的感應電能表如圖 1.1 所示，國外使用較常見的感應式電能表如圖 1.2 所示。

1.2.1 電能表的發(fā)展歷程1.感應式電能表1880 年，美國發(fā)明家愛迪生通過電解的原理發(fā)明了直流電能表，這便是最早的電能表。由于交流電的發(fā)現(xiàn)并得到廣泛的應用，于是對電能表功能就會有許多新的要求。1888 年，意大利物理學家費拉里斯最先想到把旋轉磁場應用在交流電能測量上。1889年，德國人布勒泰研制了一種感應式電能表，其沒有單獨的電流鐵心。1890 年，研制出了帶電流鐵心的機械式電能表，其靠交流電磁鐵產生制動力矩，把銅環(huán)作為轉動元件。這種情況一直延續(xù)到 19 世紀末，為了降低轉動元件的旋轉速度并提高轉矩，改用永久性磁鐵來獲得制動力矩；對于表的技術機構方面也經過了許多的改進，鋁圓盤取代了銅制圓轉盤。到這個時候，基本形成了感應電能表的在制造方面的理論，在一百多年里，通過不斷的更新和完善，感應電能表在制造方面的技術也日趨于成熟。感應電能表有著許多的優(yōu)點，如其制造比較簡單、可靠性能好、價格比較低廉等，所以，一直到現(xiàn)在許多發(fā)展中國家包括我國，甚至是在一些發(fā)達國家，感應電能表仍然被廣泛的使用。國內使用比較廣泛的感應電能表如圖 1.1 所示，國外使用較常見的感應式電能表如圖 1.2 所示。
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM933.4

【參考文獻】

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本文編號：2522121