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摘要：当前，电能是人们生产、生活重要的二次能源，随着我国工业|、农业的高速发展及人民生活需求的不断提升，对电力自愿的需求也在不断增加，从目前的现状来看，我国每年的电力规模都在不断扩大，结构持续改善，且电能质量和技术水平也在不断提高，虽然在一定程度上取得了节能减排的成效，但还是难以满足电力需求，电能表是发电、输电、配电和用电的各个环节中经济核算和节能管理的重要计量工具，在高科技技术的应用下，出现了高精度、低功耗、多功能的电能表，它不仅实现复费率，而且解决了电力资源紧缺的矛盾，对促进电力行业的健康发展有积极的影响。文中首先针对嵌入式智能电表的基本原理及系统功能进行了简单分析，阐述了上位机系统的相关内容，以供参考，希望通过本文的介绍和剖析，能够将智能电表备份的数据信息进行有效处理，实现电表所有信息的设置及个性化选择设置，方便用户。
关键词：嵌入式；智能电表；上位机系统
现代智能表不仅支持多种电价方式，而且在应用过程中，能够根据当前的测量结果结合电费剂量制度，预计未来某段时间内将产生的电费，而整个嵌入式智能电表与上位机系统提供良好的人机界面，实现了用户个性化服务配置和软件校表功能，此外，此智能表以硬件成本低、开发周期短、用户体验良好、功能强大等特点，具有广阔的市场前景，除此之外，它还能够为用户评估每一个家用电器的耗能及排放二氧化碳的情况，为用户提供更多的方便。所以，相关技术人员要对嵌入式智能表及上位系统进一步深化研究。有关内容如下：
一、嵌入式智能表
嵌入式智能表主要通过专用芯片来采集数据，还可以通过采集器来采集电表上的数据并将其上传至电脑，本文所研究的嵌入式只能电表是采用嵌入式结构设计，它是芯片集成度不高的情况下使用的一种方式，通常情况下，适用于精度高、实施性好的电能表应用中，系统构成中，主要采用单片SOC方案，完成内部电路高度集成，这样不仅简化了硬件电路设计，而且在很大程度上降低了综合开发成本，其内容具体表现在：主控芯片选型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本次设计主要采用单片SOC解决方案，目前提供电能表单片解决方案的主要有ADE71xx系列，MSP430F4x系列等，其中ADE71xx系列是ADI公司推出的集成了电表模拟前端、RTC和LCD驱动器的DSP解决方案，其内部装置采用8052内核，在动态范围1000：1内的有功功率误差不大于0.1%，MSP430F4x系列其内部结构和性能决定了他作为电能表的主芯片，具有电能表所需要的采样模块，计量模块及控制模块，进而实现高效率的采样转换计算，还有可能将电能脉冲输出。
嵌入式电能表的核心部分为主处理器MSP430F4794，以它为中心搭建外围电路，信号采集没有使用专用的ADC转换芯片，而是直接采用主处理器MCU内部集成的SD16-A模数转换模块，该模块中其设计内容有：电源电路设计，嵌入式电能表的电源电路设计一般采用变压器线性电源的供电方式，串口通讯的电源，温湿采集的电源和MCU工作的电源相互独立，这样在使用过程中可以提高整个系统的抗干扰能力；采样电路设计，电压、电流、湿度信号的采样转换是由微控制器MSP430F4794提供的SD16-A模块具体完成的，该模块是一个含4路16位的二阶模数转换器，该系统中，每一个通道是相对独立的，但可以同时采样转换；电流采样电路，单相电能表，其电流采样电路的标准额定输入电流应为5A，当外部输入大于5A时，外部信号通过CT-2MRN引入到电流采样电路中，分流器上存在一定的压差，这种情况下，差值就是电流通道模数转换器的差分输入信号。除此之外，在设计时要保证系统硬件设计的精简性和可靠性，对不同信号的采集和数据转换，关键在于选用合适的功能芯片，保证传输到采样口的数据具有可处理性和高精度性。
二、上位机的设计
上位机的设计主要是为用户提供良好的人机界面，该系统作为一种辅助工具，有效处理嵌入式智能电表的数据信息，同时生成电表及测量曲线图，为用户提供方便。所以，在上位机设计时，要尽可能实现电表所有信息的设置及个性化选择设置，具体设计时，上位机程序的开发和运行环境一般是个人计算机，技术人员可将其设计为一般的应用程度，为用户安装和使用提供方便。上位机系统在设计过程中，需要使用高级C+语言开发，利用MFC提供的库函数实现强大的绘图功能和数据信息处理能力，所以得出：上位机系统是一个主进程中分别启动一个新进程的方法，该系统可以将数据通信、报表和数据视图这几个相对独立的功能设计到不同进程中，在互不影响的前提下，正常、高效工作。
上位机系统设计时，主要控制好以下几个方面：（1）上位机与电能表的接口设计，上位机下发配置消息，上传备份数据，下发各种命令功能，这些都是在上位机主进程中进行的。所以，在设计时，可按照串口数据的传输方式，自己定义通信协议。在上位机与电表之间的通信采用的有查询、应答、处理、命令方式和命令、响应方式；（2）用户配置界面设计，上位机为用户提供良好的人机操作界面，在设计过程中，其重要功能就是用户通过配置界面定制业务，系统正常运行过程中，当电表通过USB接口介入上位机时，上位机发现新硬件，自动安装驱动。（3）备份数据处理设计，备份数据处理设计是上位机重要的一个程序，其功能是将备份数据以图表的形式反映给用户，这样可为用户提供更多的方便。（4）软件校表设计，嵌入式智能电表的测量精度是衡量电表性能的最重要指标之一，通常情况下，电表在出厂之前，都要经过校准，确保其达到相关生产标准，保证产品的使用性能，方可出厂，否则，不予以出厂。然而在嵌入式智能电表中，其测量数据的误差率决定了精度，所以在设计时，要在硬件上不断简化设计，同时对电流、电压、温度、湿度及功率等进行有效校准。还有软件校表的功能是通过上位机与电表实时交互数据进一步实现的，它不能独立于接口通信，因此，将其作为主进程的子进程，主进程退出时，校表功能自动退出，简化设计程序。总体来说，上位机系统它作为一种辅助工具，在应用过程中，其个性化配置和备份数据处理功能模块分别开启不同程度，为用户提供了方便，此外，技术人员和研究人员还需要对该系统进一步深化研究，拓展其使用功能。
三、结语
综上所述，嵌入式智能表它支持复费率、阶梯费率及功能因数影响因子的电费计量方式，同时该系统的设计实现了定时备份数据等功能，实现了用户个性化服务配置和软件校表功能。结合本文的分析，同时进行市场调研分析后，最终提出“一用电器一表”的概念，它以便携式结构和功能配置的特点，为用户监测用电器性能，节约电能等提供了巨大的方便。此外，希望更多人士参与到嵌入式智能电表及上位机系统研究当中来，为电力行业实现可持续发展的战略目标作出更大的贡献，更好的满足社会生产及人们日常生活的用电需求。
参考文献
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论文作者:杨丹,江少辉
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/8/3
标签：电表论文; 上位论文; 嵌入式论文; 系统论文; 智能论文; 功能论文; 数据论文; 《基层建设》2016年10期论文;