基于嵌入式的電量計量采集系統研究

單校

摘要：通過比較高壓無線監視模塊和用戶用電量遠程監視單元的數據，確定用戶的功耗是否存在異常，并將該數據發送回監視主站。供電部門的員工通過監控用戶的用電規律，從而證明竊電行為的證據。本文通過具有無線通信功能的智能電表和插座對用戶用電量的采集。經過實際測試，本文設計的嵌入式系統穩定、可靠、易于操作。

關鍵詞：嵌入式;電量采集;遠程抄表

一、電量監控系統軟件設計

（一）1ADE7755程序設計

ADE7755電量計量模塊的有功功率以脈沖的形式輸出，選用的電流測量參數范圍是1.5A-10A，基本電流是1.5A，最大電流是10A，脈沖常數為6400，即ADE7755輸出脈沖為6400個時，用電量達到1度電。明白ADE7755工作原理后，通過采集脈沖輸出腳的脈沖個數即可轉換成用電量。

程序開始對zigBee進行初始化、內存初始化、中斷初始化并將脈沖檢測1/0口配置為上升沿中斷觸發模式，然后進入循環檢測I/O口是否有上升沿觸發信號，若有，則進行脈沖數加1，否則，繼續檢測。

（二）zigBee組網程序設計

程序最主要的是0SAL操作系統部分，這部分一般都是由0SAL操作系統自動運行，用戶需要做的工作是將所要實現的功能創建一個用戶自定義任務，將這個任務放入OSAL操作系統任務初始化中，同時，編寫好該任務處理函數。之后0SAL操作系統自動循環檢測該任務是否被觸發，若觸發則調用用戶任務處理函數，這樣實現用戶設定的功能。

（三）高壓無線檢測模塊

1.采樣模塊

互感器在高壓側轉換電能數據，并通過采樣模塊收集并處理。

2.控制模塊

控制整個檢測設備的操作順序。

3.通信模塊

傳輸采樣單元的數據。

4.電源模塊

確保整個檢測設備的正常運行。

（四）高壓無線檢測單元工作步驟

1.對系統網絡和硬件進行初始化和復位。

2.通信單元向監控設備發送指令和網絡地址。

3.控制采樣模塊周期性的工作，能夠節省功耗。

4.采樣模塊處于保持狀態時，通信設備采用ZigBee的信協議傳輸數據信息。

如果在電網的高壓側發生短路故障，則高壓側的短路電流通常會比正常操作中的負載電流更大，并且由于沒有任何安全措施，會導致無線檢測設備的短路故障，從而導致檢測失敗。如果電網正常運行，線圈變壓器檢測到的電壓相對較小，因此要檢測設備的靈敏度，必須在線圈的前端增加一個電壓放大電路。

2ZigBee無線通信測試

具體數據如下表。

三、嵌入式電量計量采集系統優點

（一）挽回更高經濟損失

傳統的防竊電方法不僅成本高昂，而且效率比較低下。本文所研究的自動檢測裝置，使得大多數的違法行為都無法逃脫法律的制裁。

（二）震懾竊電用戶停止竊電行為

正是竊電行為很難被發現，所以過去發生的竊電現象較多。經過調查，安裝防盜設備后，許多偷電用戶的電耗已恢復到正常水平。

（三）提高防竊電的工作效率

很多用戶利用工作人員不能整天在同一個地方檢查的漏洞進行竊電。而且人手和資金的不足，使供電公司通常只能進行突擊或定期檢查。通過防盜檢測設備讓全天候的實時監控成為可能。如果用戶的功耗異常，則檢測設備可以自動對其進行檢測和識別，以便及時查明用戶是否有竊電現象。這樣不僅可以提高工作效率，減少經濟損失，而且可以降低監控成本，減少員工的工作量。

結語

本文通過對實驗樣機進行調試及系統功能的測試，測試表明系統運行穩定、可靠，驗證了本文工作的正確性。相信本文設計的智能家居電量控制管理系統經過進一步完善后，將在以后有巨大的應用前景。

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