1。3 设计研究的内容

本论文的设计有，硬件电路和软件电路。在设计过程中参考了相关的单相智能电能表功能以及性能要求，据此列出设计完成后所需要达到的功能。硬件电路中的关键元器件根据要求，根据理论推选出最符合的芯片，再由每个芯片作为各个模块的核心。软件设计则根据硬件不断修改调整，从而设计出一款符合要求的单相智能电能表。整个单相智能电能表功能有显示当前时间，记录用电量，阶梯计算电费。整篇论文有如下安排:论文网

第1章：简要介绍电表相关的发展历史和背景，根据当前电表行业的发展形式预想智能电表将会有长远的发展。

第2章：根据国家电网对单相智能电能表的要求，介绍了单相智能电能表的主要功能，智能电表相关原理，及部分芯片简介和系统简介。

第3章：单相智能电能表的硬件设计，以每个关键芯片为核心，设计出各个关键电路模块，分别是电源模块、控制模块和采集模块。

第4章：单相智能电能表的软件设计，设计软件系统的总体架构，对软件功能进行划分，并画出相关的流程图。

第5章：针对单相智能电能表的硬软件整机测试情况，并做出小结。

第6章：对设计工作进行了总结，并作出了后续展望。

2 智能电表相关原理和系统简介

2。1智能电表相关参数 

1。常用电流规格见表（2-1） 

  表2-1 常用电流规格

准确度等级 额定电压(v) 参比频率(Hz) 额定电流(A)

2 220 50 5（60）

2。温、湿度工作范围见表（2-2）

表2-2  温度范围

工作范围 户内式 户外式

标准工作温度范围 -10～45℃ -25～60℃

极限工作温度范围 -25～60℃ -40～70℃

寒冷地区极限工作温度范围 -25～60℃ -45～70℃

3。标准的参比频率、参比温度及相对湿度见表（2-3）

表2-3 参比频率、参比温度及相对湿度

参比频率 参比温度 相对湿度

50Hz 230℃ 45%～75%

2。2电能采样原理

2。2。1电压采样电路

交流电压信号经多个电阻进行分压，使强电压信号换成正比的弱电压信号，供计量芯片ADE7755采样使用。为了提高耐压能力及避免器件损坏相线、零线之间并联压敏电阻保护，一般采用多级分压的方式。电压采样电路见图2-1 

图2-1电压采样电路图

2。2。2电流采样电路

电流经过互感器转换为较小的电流后由采样电阻变换为电压信号输入计量芯片。电路见图2-2

图2-2互感器式电流采样电路图文献综述

本采样模块采样的是互感式电流采样电路

2。3电能计量算法

2。3。1有效值测量

有效值(rms)是衡量交流信号的幅度。简单的说，交流信号的有效值产生的功率等于直流量在同一负载上产生同等量的功率。有效值的公式(2-1) 

对于时间采样信号，有效值计算会要去求信号的平方，取平均值，然后获得其平方根。如公式(2-2）所示