基于STM32的低成本高精度电能测量装置设计*

2019-09-26范大勇

传感器与微系统 2019年10期

范大勇

(东南大学建筑设计研究院有限公司，江苏南京 210096)

0 引言

随着国家节能减排的不断深入，能源消耗越来越得到广泛的重视[1]。通过监测电能消耗情况，可以逐步完善能耗管理，不断改进能耗优化方案，这样使得整体的能耗取得节能减耗的效果。高精度电能测量装置作为智能电网的采集终端，在广泛应用的同时也朝着高精度、多功能、网络化、高稳定、多时段、高寿命等高附加值的智能方向发展[2]。

本文高精度电能测量的需求为基础，设计一种低成本、功能多样的电能测量装置，对电力参数进行有效地监测，以适应智能化的发展。

1 硬件设计

如图1所示,电流采集采用了互感器进行信号转换，转换后的信号直接送入高精度电能采样芯片ATT7022EU进行采样计算。开入量采样利用光耦隔离把数字输入信号传输给STM32的IO口进行中断处理；开出量直接由MCU的标准IO口输出控制信号，通过低成本三极管开出缓冲电路控制继电器。本系统充分利用MCU的USART功能，采用特别设计的双光耦式通信隔离模块，大大简化通信模块器件，形成标准RS—485通信接口。采用国际标准的Modbus-RTU协议，从而实现远程数据读取或参数写入。电表具有LCD段式液晶显示模块和4位按键输入，方便用户直观地进行人机交互。利用MCU的IIC功能，连接外部标准EEPROM存储器，通过软件设计，可靠存储电表的设置参数和电能数值，在装置失电时可长期保存各类数据。