单相用电器分析监测装置

1、2017年TI杯江苏省大学生电子设置修订比赛主题：单相用电仪器分析监测装置摘要本设定修订为单相用电仪器分析监视装置，主要由测定模块、控制模块、显示模块、电源模块、通讯模块构成。 其中测量模块在RN8209实现电压、电流的测量和数据的传输，显示模块采用1.44英寸TFTLCD液晶显视器，通讯模块为蓝牙通讯，控制模块STM32F103C8T6协调所有芯片的工作，电压、电流牛鼻子字： STM32单片微型计算机LCD液晶显示； 蓝牙通讯定目录一.系统草案一1.1主芯片方式的比较和选择11.2测量系统方案的比较和选择11.3电信系统方案的比较和选择22系统构成和工作原理22.1整个系统的原理分块图22.

2、2系统各模组设定修订32.2.1测量模块设定修订32.2.2发送侧和接收侧的模块设定订正32.2.3通讯模组设定修订43竞赛工作环境条件53.1解析软件环境的设定修订53.2仪器设备硬件平台54测试内容和结果54.1测试方案54.2 .测试结果和分析55作品效果总结分析66参考资料6单相用电仪器分析监视装置(k问题)本科班1 .系统方案本系统主要由单片微型计算机控制模块、测量模块、显示模块、通讯模块、电源模块构成，分别对这些个模块的选择进行讨论。1.1主芯片方式的比较与选择采用方案STC89C51单片微型计算机STC89C51是一种单片机，具有低电功耗、高性能的特点，具有系统程序设计师(ISP

3、 )特性，可配合PC端的控制计程仪程序将用户的程序查询密码下载到单片微型计算机内部。采用方案STM32单片微型计算机STM32系列可满足高性能、低成本、低电功耗的要求。 由于STM32单片微型计算机计程仪程序具有模数化的特点，其界面比较简单，而且本身具有很多功能，所以工作速度也快，并且STM32具有两个串行口，设定要求精密性、可靠性、安全性。综合比较这些个的方案，考虑到设定修订方案的工作原理，方案2适用于本设定修订。1.2测量系统方案的比较与选择采用方案ADE7755ADE7755是高精度功率校正测量IC集成电路，其能够输出有功功率信息作为频率，并且对温度的灵敏度低。 由于ADE7755在云同

4、步中仅对ADC和参考源使用模拟计程仪电路，并且所有其它信号处理使用数字电路，因此能保持极高的精度和长期稳定性。方案RN8209采用RN8209不仅可以应用于有功功率、无功功率、有用功、无功能量的测量，还可以向云同步提供双方独立的有功功率和有效值、电压有效值、线路频率、过零等，实现灵活的防窃电方案。综合比较这些个方案，选择方案2，因为RN8209的功能更强。1.3电信系统方案的比较和选择采用方案RS232接口RS-232接口是全双工数据通讯模式，其中该数据发送和接收不能由云同步进行，并且可以确保数据发送和接收无冲突，虽然其在硬件上由方向切换来实现，但是RS-232具有传输距离有限并且传输率低的缺

5、点。采用方案RS485接口RS485的接口信号电平低于RS232，这可以避免接口电路芯片的损坏，并且该电平与TTL电平兼容，并且易于与TTL电路的连接。 因为RS485接口是半双工数据通讯模式，所以其传输距离远大于RS232的传输距离，且数据的最高传输率也可以达到10Mbps。综合比较这些个的方案，方案2适用于本次设置修订要求。双系统结构和工作原理2.1整个系统的原理分块图如图1所示，各模块在硬件系统整体中承担着一定的作用。 其中RS485通讯模块实现了STM32单片微型计算机和测量模块的通讯。 当测量模块输入数据时，STM32单片微型计算机通过RS485通讯模块发送数据。 测量模块的数据也可

6、以同样地经由RS485模块传送到单片微型计算机，经由蓝牙通讯接收到的数据可以具体显示在LCD液晶显视器上图1系统整体的设定修正分块图2.2系统各模组设定修订2.2.1测量模块设定修订测量模块用RN8209对电压、火线电流和零线电流进行采样，测量功率、能量。图2测量模块的原理图2.2.2发送侧和接收侧的模块设定修改如图3所示，发送侧首先向收集模块发送特定的报文分组，当接收成功时以蓝牙发送报文分组，当接收失败时返回接收侧。如图4所示，接收侧首先初始化接收到的文件，之后读出数据并进行处理。 然后推一推学习牛鼻子，读取数据，判断按下了1-7牛鼻子的哪个牛鼻子，将数据存储到存储空间，停止牛鼻子返回判断位

7、置继续，读取数据处理判断。 如果没有按下学习牛鼻子，则进入预定径套网络链接，如果有预定径套，则存储a，B.GD数据；否则，读取数据，判断具体的电器产品，根据按钮检测，判断按下了17中的哪个数量，然后将整体的状况显示在整个画面上，读取数据图3发送侧程序流程图图4接收侧程序流程图2.2.3通讯模组设定修订图5 RS485通讯模块的原理图STM32采用TTL电平，需要设定、修正485旋转TTL电路，以实现测量模块和电脑CPU的通讯。 RS485是一种采用差分信号逻辑、接口信号低、接口电路不易损坏的芯片，RS485接口采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰作用能力强，可采用半双工运作模式。3竞赛

8、工作环境条件3.1解析软件环境的设定修订设置修订过程中主要使用的软件有microsoft visio、Altium Designer等。3.2仪器设备硬件平台测试中使用的机器是电子星空卫视。4测试内容和结果4.1测试方案首先在microsoft visio中制作整个系统的程序流程图，然后在Altium Designer中制作各硬件部分的原理图，参照程序流程图将各硬件部分焊接到通用板，用万用表检测各部分，没有假焊接泄漏焊接，各大头针正确连接在STM32单片微型计算机内导入普计程仪程序，进行整体性能指标的测定，调整电路和查询密码。4.2 .测试结果和分析先按初始化牛鼻子，然后按学习牛鼻子。 将牛鼻子1保存在推一推和a区域，将牛鼻子2保存在推一推和b区域。 然后，记录LCD液晶显视器的数据。 如表1所示记录数据。测试次数电源/瓦电流/mA电压/V功率因数128233023122330.56435212330.51547302330.40459382330.950611472330.5417185683222331.000从上表的测验数据可以看出，测量值满足了主题的要求。五部作品效果的总结分析综合上述测试结果，本设订完成了主题基本部分的要求。 电流的测量范围约为8mA