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基于嵌入式的电量计量采集系统研究

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摘要：通过比较高压无线监视模块和用户用电量远程监视单元的数据，确定用户的功耗是否存在异常，并将该数据发送回监视主站。供电部门的员工通过监控用户的用电规律，从而证明窃电行为的证据。本文通过具有无线通信功能的智能电表和插座对用户用电量的采集。经过实际测试，本文设计的嵌入式系统稳定、可靠、易于操作。

关键词：嵌入式;电量采集;远程抄表

一、电量监控系统软件设计

（一）1ADE7755程序设计

ADE7755电量计量模块的有功功率以脉冲的形式输出，选用的电流测量参数范围是1.5A-10A，基本电流是1.5A，最大电流是10A，脉冲常数为6400，即ADE7755输出脉冲为6400个时，用电量达到1度电。明白ADE7755工作原理后，通过采集脉冲输出脚的脉冲个数即可转换成用电量。

程序开始对zigBee进行初始化、内存初始化、中断初始化并将脉冲检测1/0口配置为上升沿中断触发模式，然后进入循环检测I/O口是否有上升沿触发信号，若有，则进行脉冲数加1，否则，继续检测。

（二）zigBee组网程序设计

程序最主要的是0SAL操作系统部分，这部分一般都是由0SAL操作系统自动运行，用户需要做的工作是将所要实现的功能创建一个用户自定义任务，将这个任务放入OSAL操作系统任务初始化中，同时，编写好该任务处理函数。之后0SAL操作系统自动循环检测该任务是否被触发，若触发则调用用户任务处理函数，这样实现用户设定的功能。

（三）高压无线检测模块

1.采样模块

互感器在高压侧转换电能数据，并通过采样模块收集并处理。

2.控制模块

控制整个检测设备的操作顺序。

3.通信模块

传输采样单元的数据。

4.电源模块

确保整个检测设备的正常运行。

（四）高压无线检测单元工作步骤

1.对系统网络和硬件进行初始化和复位。

2.通信单元向监控设备发送指令和网络地址。

3.控制采样模块周期性的工作，能够节省功耗。

4.采样模块处于保持状态时，通信设备采用ZigBee的信协议传输数据信息。

如果在电网的高压侧发生短路故障，则高压侧的短路电流通常会比正常操作中的负载电流更大，并且由于没有任何安全措施，会导致无线检测设备的短路故障，从而导致检测失败。如果电网正常运行，线圈变压器检测到的电压相对较小，因此要检测设备的灵敏度，必须在线圈的前端增加一个电压放大电路。

2ZigBee无线通信测试

具体数据如下表。

三、嵌入式电量计量采集系统优点

（一）挽回更高经济损失

传统的防窃电方法不仅成本高昂，而且效率比较低下。本文所研究的自动检测装置，使得大多数的违法行为都无法逃脱法律的制裁。

（二）震慑窃电用户停止窃电行为

正是窃电行为很难被发现，所以过去发生的窃电现象较多。经过调查，安装防盗设备后，许多偷电用户的电耗已恢复到正常水平。

（三）提高防窃电的工作效率

很多用户利用工作人员不能整天在同一个地方检查的漏洞进行窃电。而且人手和资金的不足，使供电公司通常只能进行突击或定期检查。通过防盗检测设备让全天候的实时监控成为可能。如果用户的功耗异常，则检测设备可以自动对其进行检测和识别，以便及时查明用户是否有窃电现象。这样不仅可以提高工作效率，减少经济损失，而且可以降低监控成本，减少员工的工作量。

結语

本文通过对实验样机进行调试及系统功能的测试，测试表明系统运行稳定、可靠，验证了本文工作的正确性。相信本文设计的智能家居电量控制管理系统经过进一步完善后，将在以后有巨大的应用前景。

参考文献：

[1]李立理，张义斌，葛旭波.美国智能电网发展模式的系统分析[J].能源技术经济，2011，（02）：27-35.

[2]王伟，何光宇，万钧力，杨文轩，陈艳波.用户侧能量管理系统初探[J].电力系统自动化，2012，（03）：10-15.

[3]张东霞，姚良忠，马文媛.中外智能电网发展战略[J].中国电机工程学报，2013，（31）：1-15.

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