基于低壓電力線載波通信的智能電表終端設(shè)計
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圖1中電量測量模塊進行電壓、電流采樣，輸出與功率成正比的脈沖。PL3201通過接收和累加來自測量模塊的脈沖數(shù)，計算出用戶用電量并存儲到相應(yīng)的存儲模塊E2PROM中。同時根據(jù)智能電表要求的循顯功能顯示當(dāng)前電表用電量和各個狀態(tài)量。用戶的各種數(shù)據(jù)由PL3201以固定幀的格式通過電力載波模塊將信號放大后經(jīng)公網(wǎng)電力線發(fā)送到集中器。集中器根據(jù)傳回的數(shù)據(jù)由監(jiān)控中心分析并做相應(yīng)決策，如紅燈報警、繼電器的拉合閘等控制命令，以實現(xiàn)對用戶的遠程監(jiān)控管理。智能電表的測量和載波通信部分的原理圖如圖2所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/155088.htm
2．2 智能電表測量原理
圖2中ADE7755具有雙通道采樣電路：通道1由錳銅分流器J4的全差分采樣電路獲取用戶的電流參數(shù)，其差分電壓最大輸入時為±470mV；通道2由電壓采樣電路獲取，其最大全差分輸入時為±500 mV的電壓參量。所采得數(shù)據(jù)經(jīng)過內(nèi)部信息處理如圖3所示。
圖3中芯片的引腳5，6是采樣電流輸入通道，引腳7，8是采樣電壓輸入通道。這兩個通道的信號輸入均為模擬信號，該信號由16位二階∑-△型A／D轉(zhuǎn)換器分別進行A／D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。電流通道的數(shù)字信號通過高通濾波器消除直流成分，再和轉(zhuǎn)換后的電壓通道的數(shù)字信號相乘，得到瞬時功率P(t)。P(t)經(jīng)過一個低通濾波器最終獲得有功功率P。P經(jīng)過數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器D／F轉(zhuǎn)換后，由引腳22輸出與有功功率成正比的頻率信號。整個過程只有在A／D轉(zhuǎn)換輸入和基準(zhǔn)電壓輸入是模擬信號外，其他信息處理均在數(shù)字領(lǐng)域完成使得測量具有很強的抗干擾能力。在惡劣環(huán)境下仍能實現(xiàn)高精度和長期穩(wěn)定的電能測量。設(shè)獲取的采樣電壓和電流信號是正弦信號，則瞬時電壓和電流分別為v(t)=Vcos(ωt+θv)，i(t)=Icos(ωt+θi)，令θ=θv-θi，θ是電壓和電流之間的相位差。由此可以得出瞬時功率P(t)和有功功率P。
式中：V是電壓峰值；I為電流峰值；T為電壓、電流基波周期；n是基波周期數(shù)，有功功率等于瞬時功率在基波周期內(nèi)的平均值。
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