基于单片机的单相数字电能表研究与设计开题报告

全文总字数：2709字

1. 研究目的与意义

随着科学技术的发展，人们的生活水平得到了不断提高,家用电器也变得越来越普及。这时候,就迫切需要一种计量准确,操作简单的电表检测仪,对用户低压电能表进行现场检验，以保证用户的用电安全。

市场需求成为科技发展的主要动力，电能表的发展主要经历了三个阶段：机械式电表、模拟电表和数字电表。

机械式电表:本世纪60年代以前，电能表基本上采用电气机械原理，其中应用最广泛的是感应式电能表。感应式电表采用电磁感应原理，由两个固定的铁心线圈和一个活动的转盘。当线圈通过交变电流时，在转盘上感应产生涡流，这些涡流预交变磁场相互作用产生电磁力，从而引起活动部分转动，产生扭矩。感应式电能表具有经久耐用、价格低廉、制造技术较为成熟等优点。但是，也因为其机械式测量的本质，测量精度不高。

2. 国内外研究现状分析

随着智能电网的发展，电表的发展初步趋向智能化，其功能已不再局限与传统的电能测量。同时，智能电表又不同于普通的多功能电表，其自动化和智能化的功能更加丰富，通常具有双向计量、双向通信、控制功能、自我诊断和自我恢复功能、以及保护功能。

2009年11月 国家电网公司已经启动了第一批智能电表招标，本次招标包含二级单相远程费控智能电能表680多万只，一级三相费控智能电能表26万只，招标金额大约13亿元。预计国家电网公司2015年前将全面建成用电信息采集系统，居民用户信息采集得到大规模应用，智能电表覆盖率超过80％，用户超过1．4亿户， 2020年智能电表的覆盖率将达到100％。

作为国内应用先例，2009年1 1月，浙江省海盐供电局在该县的南塘琴，推出了一个智能用电服务系统。目前，该县通元镇韩家桥的风电、太阳能发电互补发电并网工程已投入运行。该互补并网工程包括1000w的光伏发电 和500w的风力发电，都是装在用户现场。在工程中采用了双向的电表测量技术，既可记录用户取自电网的电量，也可记录用户自身所发出的电量。相信在不久的将来，智能电网将会在我国大范围普及。

3. 研究的基本内容与计划

本课题设计实现基于单片机的单相数字电能表研究与设计，该器件采用51单片机和ade7755设计电能计量装置，不仅能进行功率检测，还可以相位调整，辅以显示电路。

主要是由电压采样电路、电流采样电路和电能计量芯片ade7755 及其外围电路组成。首先,负载电流经过电流传感器再通过滤波电路后转换成合适的电压信号送入到电能计量芯片ade7755 的电流通道;而220v 相电压则通过电压传感器降压后,再通过滤波电路送入电能计量芯片ade7755 的电压通道。二者经过ade7755 转换成有功功率以高频脉冲形式从cf端输出，并接入单片机，然后通过led显示器显示，并通过存储电路，对数据进行保存。

2017.1.14---2.20 根据设计要求学习相关知识、查阅材料、撰写文献综述；

2017.2.21---3.1 完成开题答辩和报告；

4. 研究创新点

1、通过微处理器可实时测量电能使用情况；

2、实时存储电能，并与预设值进行比较；

3、超过预设值则执行控制功能，并报警，提醒用户。