智能电表工作原理的演示介绍图（智能电表工作原理的演示介绍）

随着计算机技术和通信技术的发展，建筑智能化程度越来越高。住宅智能抄表系统是建筑智能化的重要组成部分。在国内，用户的电表仍然采用人工抄表。这种原始的查表方式不仅浪费人力物力，干扰居民正常生活，而且准确性差，电量数据需要人工读取，无法实时传输。为了从根本上解决这一问题，设计了一种基于单片机的智能电表。如果用单片机作为电表的主体，代替传统仪器的常规机械和电子电路，就可以很容易地把计算技术和测量控制技术结合起来，形成一种智能测量仪器。该仪器由计量电路、微处理器、液晶显示、实时时钟、通信接口和电源等组成。它具有电能计量、信息存储和处理、实时监控、自动控制和信息交互等功能。

智能电表的工作原理

智能电表的硬件方案框图如图1所示。电能表主要由测量、电源管理、存储、显示、按键处理、脉冲输出和通信单元七部分组成。该智能电表以80C51为核心处理器。此外，还增加了电能计量芯片cs 5460 a(2.2400美元)和LCD显示芯片1602，用于测量和显示用户的用电量。但由于CS5460A芯片只能测量瞬时用电量，所以需要使用时间芯片ds 1302(1.4933美元)对时间进行分段，这样电表不仅可以显示用户的瞬时用电量，还可以通过按键显示某段时间的用电量。利用WiFi通信电路，可以实现智能电表的无线通信，让查表的工作人员不用挨家挨户去查询，直接接收WiFi信号，就可以知道用户的用电量，更加方便省时。对于存储模块，本文采用了体积小、容量大的SD卡。相比一般的存储模块，SD卡可以随时拆卸更换，方便实用。对于电源模块，本文采用外部供电方式。

智能电表的硬件设计

电能计量电路设计

电能计量芯片采用CS5460A。其主要功能有：具有自动引脚模式的特殊功能，可以使芯片独立工作，上电自动初始化；具有片内看门狗定时器和内部电源监控器；可精确测量电压瞬时值、电流瞬时值、电压有效值、电流有效值、功率和能量双向；提供外部复位引脚；双向接口和内部寄存器阵列可以方便地与微处理器连接；外部时钟最高频率可达20 MHz带功率方向输出指示。

智能电表的硬件设计

CS5460A与单片机80C51的连接电路图。

CS5460A与80C51的连接电路图

WiFi通信模块设计

电表采用WiFi无线通信，WiFi通信电路采用BCM8000。WiFi通信技术具有数据传输速率高、组网灵活、移动性好等优点。WiFi通信采用无线网络，使得智能电表的安装不受通信线路的限制，具有安装方便的优点。要将WiFi电路与MCU 80C51相连，只需将BCM8000的RXDH和TXDH引脚分别连接到80C51的TXD和RXD引脚，如图3所示。

WiFi通信电路与80C51的硬件连接设计

智能电表的软件设计

智能电表的软件设计包括以下几个部分：电能计量芯片CS5460A的数据传输、LCD 1602的显示子程序、按键功能处理程序、WiFi无线通信程序、时钟芯片DS1302的读写操作程序和SD卡存储模块的软件设计。

编辑点评：本文是一款基于80C51单片机的智能电表，实现了电能计量与显示、无线通信、数据存储等功能。用户可以通过电表上的按钮选择显示用户当前的用电量还是某段时间的用电量。该仪器是一种智能测量仪器。此次设计的智能电表集成了电量测量显示、数据存储、数据通讯等多种功能。经过测试验证，确认该仪表性能稳定，计算准确，误差小，可以进行无线通信。但本次设计的仪表在故障自诊断方面可能存在一些不足，需要在今后进行改进。编辑：pj