【摘要】：電能表是我國(guó)應(yīng)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(jì)量管理水平的不斷提高，對(duì)電能表的功能要求越來(lái)越高。不僅需要對(duì)電網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行精確的測(cè)量，而且能夠?qū)﹄娔苜|(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)的分析和對(duì)用電狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。以簡(jiǎn)單的8位單片機(jī)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(kāi)發(fā)基于高性能處理器和嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合的智能電表已成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)智能電網(wǎng)監(jiān)控，設(shè)計(jì)了一種新型的基于ARM的智能電表系統(tǒng)并完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，具體內(nèi)容如下： 本文設(shè)計(jì)的智能電表系統(tǒng)主要?jiǎng)澐譃槿齻�(gè)部分：智能電表系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)；嵌入式Linux操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與移植；智能電表系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。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(jì)量芯片，并根據(jù)需要給出了具體的硬件電路設(shè)計(jì)，包括：ARM系統(tǒng)硬件、互感器電路、信號(hào)調(diào)理電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、以及電參數(shù)計(jì)量電路設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)了嵌入式系統(tǒng)。采用基于2.6內(nèi)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(kāi)發(fā)。具體包括：搭建開(kāi)發(fā)平臺(tái)，建立嵌入式交叉編譯環(huán)境；在分析嵌入式系統(tǒng)引導(dǎo)加載程序Bootloader的基礎(chǔ)上，修改U-Boot源碼并進(jìn)行U-Boot的編譯和移植；理解嵌入式Linux系統(tǒng)的內(nèi)核架構(gòu)和啟動(dòng)流程，完成了針對(duì)本系統(tǒng)的內(nèi)核源碼修改、編譯及其移植；同時(shí)根據(jù)應(yīng)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(shí)現(xiàn)過(guò)程。 針對(duì)智能電表系統(tǒng)特點(diǎn)，進(jìn)行了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，完成了設(shè)備驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)Boa服務(wù)器的構(gòu)建及系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，該智能電表系統(tǒng)在保證現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確測(cè)量和實(shí)時(shí)顯示的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程測(cè)控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性較高、性價(jià)比較好，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

1.2.1 電能表的發(fā)展歷程1.感應(yīng)式電能表1880 年，美國(guó)發(fā)明家愛(ài)迪生通過(guò)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(yīng)用，于是對(duì)電能表功能就會(huì)有許多新的要求。1888 年，意大利物理學(xué)家費(fèi)拉里斯最先想到把旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)用在交流電能測(cè)量上。1889年，德國(guó)人布勒泰研制了一種感應(yīng)式電能表，其沒(méi)有單獨(dú)的電流鐵心。1890 年，研制出了帶電流鐵心的機(jī)械式電能表，其靠交流電磁鐵產(chǎn)生制動(dòng)力矩，把銅環(huán)作為轉(zhuǎn)動(dòng)元件。這種情況一直延續(xù)到 19 世紀(jì)末，為了降低轉(zhuǎn)動(dòng)元件的旋轉(zhuǎn)速度并提高轉(zhuǎn)矩，改用永久性磁鐵來(lái)獲得制動(dòng)力矩；對(duì)于表的技術(shù)機(jī)構(gòu)方面也經(jīng)過(guò)了許多的改進(jìn)，鋁圓盤(pán)取代了銅制圓轉(zhuǎn)盤(pán)。到這個(gè)時(shí)候，基本形成了感應(yīng)電能表的在制造方面的理論，在一百多年里，通過(guò)不斷的更新和完善，感應(yīng)電能表在制造方面的技術(shù)也日趨于成熟。感應(yīng)電能表有著許多的優(yōu)點(diǎn)，如其制造比較簡(jiǎn)單、可靠性能好、價(jià)格比較低廉等，所以，一直到現(xiàn)在許多發(fā)展中國(guó)家包括我國(guó)，甚至是在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，感應(yīng)電能表仍然被廣泛的使用。國(guó)內(nèi)使用比較廣泛的感應(yīng)電能表如圖 1.1 所示，國(guó)外使用較常見(jiàn)的感應(yīng)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(yīng)式電能表1880 年，美國(guó)發(fā)明家愛(ài)迪生通過(guò)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(yīng)用，于是對(duì)電能表功能就會(huì)有許多新的要求。1888 年，意大利物理學(xué)家費(fèi)拉里斯最先想到把旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)用在交流電能測(cè)量上。1889年，德國(guó)人布勒泰研制了一種感應(yīng)式電能表，其沒(méi)有單獨(dú)的電流鐵心。1890 年，研制出了帶電流鐵心的機(jī)械式電能表，其靠交流電磁鐵產(chǎn)生制動(dòng)力矩，把銅環(huán)作為轉(zhuǎn)動(dòng)元件。這種情況一直延續(xù)到 19 世紀(jì)末，為了降低轉(zhuǎn)動(dòng)元件的旋轉(zhuǎn)速度并提高轉(zhuǎn)矩，改用永久性磁鐵來(lái)獲得制動(dòng)力矩；對(duì)于表的技術(shù)機(jī)構(gòu)方面也經(jīng)過(guò)了許多的改進(jìn)，鋁圓盤(pán)取代了銅制圓轉(zhuǎn)盤(pán)。到這個(gè)時(shí)候，基本形成了感應(yīng)電能表的在制造方面的理論，在一百多年里，通過(guò)不斷的更新和完善，感應(yīng)電能表在制造方面的技術(shù)也日趨于成熟。感應(yīng)電能表有著許多的優(yōu)點(diǎn)，如其制造比較簡(jiǎn)單、可靠性能好、價(jià)格比較低廉等，所以，一直到現(xiàn)在許多發(fā)展中國(guó)家包括我國(guó)，甚至是在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，感應(yīng)電能表仍然被廣泛的使用。國(guó)內(nèi)使用比較廣泛的感應(yīng)電能表如圖 1.1 所示，國(guó)外使用較常見(jiàn)的感應(yīng)式電能表如圖 1.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM933.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 董力通;周原冰;李蒙;;智能電網(wǎng)對(duì)智能電表的要求及產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議[J];能源技術(shù)經(jīng)濟(jì);2010年01期

2 陸寶輅,邵貝貝,李薦民;μClinux的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2003年06期

3 程杰;方攀;張黎明;;基于SEP4020的嵌入式Linux Framebuffer驅(qū)動(dòng)程序[J];電子技術(shù);2009年10期

4 王超,胡晨,劉新寧,宋紅東,田淵;嵌入式系統(tǒng)中HTTP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)[J];電子器件;2002年01期

5 曾乃鴻;電子式電能表的發(fā)展現(xiàn)狀和展望[J];華東電力;2001年09期

6 馬學(xué)文,朱名日,程小輝;嵌入式系統(tǒng)中Bootloader的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)工程;2005年07期

7 牛軍蕊;;智能電表在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J];科技風(fēng);2010年06期

8 徐心睿;;全電子式電能表的特點(diǎn)及其選用[J];上海電力;2006年02期

9 萬(wàn)永波 ,張根寶 ,田澤 ,楊峰;基于ARM的嵌入式系統(tǒng)Bootloader啟動(dòng)流程分析[J];微計(jì)算機(jī)信息;2005年22期

10 張軍;;基于Vxworks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的串口通信程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2006年05期

本文編號(hào)：2522121