高校智能电表的设计

苏维娜, 刘 伟, 张赛鹏

(吉林大学 仪器科学与电气工程学院, 长春 130021)

0 引 言

智能电表以逻辑控制模块为中心, 实现对用电量的测量, 并根据用电情况, 逻辑控制做出一系列动作, 同时具有一定的身份识别、 提醒、 保护和防窃电等辅助功能[1]。目前许多高校实行限电措施, 是为了限制学生使用违禁电器和使学生养成节约用电的良好习惯。然而大多数采取的还是传统的先用电后付费的方式, 并不能达到节约用电的目的, 而改变用电模式才能有效转变学生的用电习惯和方法。

方案采用MSP430单片机为核心处理器, 结合功率测量元件, IC卡的身份识别和SD卡的信息存储, 并且LCD(Light Emiting Diode)显示和键盘输入的人机交互模块, 实现一表对应多个IC卡。其中包括用户和管理者, 装有时钟芯片采用先付费后用电以及分时段付费的方式, 适时应用于高校寝室的学生用电以及推广至家庭用电的智能电表。

1 系统总体设计

图1 系统结构图

系统采用美国德州仪器公司生产的处理器MSP430F149, 该单片机具有低电压、 低功耗以及通过IAR软件在线调试且软件编程简单等特点, 其功率计算电路选用CS5463, 电器通电线路通过电流互感器和电压互感器的调理电路输入功率计算芯片CS5463中, 再由单片机控制计算。IC卡和SD卡也通过各自的调理电路接入单片机, 时钟芯片DS1302直接接入单片机, 用来记录用电的时间信息且可通过管理者身份进行校准, 系统结构如图1所示。通过键盘的输入和LCD 12864实现人机交互的功能。……