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基于ARM的嵌入式智能监测系统的研究和实现

朱大伟  
【摘要】:电力是一个国家的经济支柱,是工业生产和社会正常运转的生命线,它时刻影响着我们的日常生活和学习工作。一个电网的所有参数,包括电压、电流、功率,特别是谐波参数[1]都会影响到电力生产,如果我们能够做到实时监测这些参数,就能够可靠的保证电力生产的正常运转。如今计算机技术和芯片技术飞速发展,本论文研究的智能监测系统结合了嵌入式开发和计算机软件开发,可用于电能参数的自动监测,能够有效降低用电设备由于电能故障带来的昂贵的后果。在研究了国内外的电能参数监控系统的基础上,本论文根据我国配电参数监控的一些标准设计了集各种保护、电能参数采集与测量、智能监测和通信等多功能一体化的要求的新型智能监测系统。该智能监测系统以基于ARM7的LPC2132微控制器为控制核心,采用了数据采集专用的ADE7758三相电能计量芯片[2]作为数据采集单元。硬件电路方面使用了基于AEM7TEMI-S核,单电源供电,LLQFP64封装的LPC2132,具有仿真调试,ISP编程等功能的多功能开发板,在此基础上进行了二次开发,使系统具备数据采集,优化功能,并通过RS485总线实时将监测数据显示到电脑端的监控软件上。该智能监测[3]系统可对多路电源头柜,机房配电柜等需要进行电能管理的设施进行智能化有效管控,可以对电能参数(电压、电流、电功率、电能量、功率因数、频率等)做到准确,准时测量,并可进行精准判断和高度容错,通过嵌入式智能监测系统加强对电能[4]的集中监控和管理,大大提高了监控效率和管控力度。本系统由信号调理电路[5],三相电能计量芯片ADE7758,微处理器LPC2132,SPI总线通讯,串口通讯,计算机端监控软件和电源电路共同组成,微处理器LPC2132通过信号调理电路把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号[6],然后传送给高精度计量芯片ADE7758进行数据采集处理,数据经过处理后通过通信接口传送到计算机端的应用软件显示。


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