【摘 要】
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针对智能电表现有各种抄表方式存在抄表范围小、抗干扰能力差、成本高或施工难度大的问题,本论文进行了新型智能电表的设计。本设计能够更好地满足客户需求,降低生产成本,增
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针对智能电表现有各种抄表方式存在抄表范围小、抗干扰能力差、成本高或施工难度大的问题,本论文进行了新型智能电表的设计。本设计能够更好地满足客户需求,降低生产成本,增大抄表范围,提高抄表可靠性。本设计中智能电表以R8CL36C单片机为控制核心,通过ATT7028A高精度电能计量芯片实现对电压和电流信号的快速处理,通过LoRa技术和窄带物联网(NB-IoT)技术实现远程抄表功能。智能电表的主要电能数据通过FFT算法计算获得,该算法通过ATT7028A内部集成的DSP数字信号处理电路实现。校表台通过对ATT7028A电能计量芯片内部寄存器进行参数设置使电能表的计量精度达到1级表的要求。本设计利用利尔达N30模块设计了 LoRa通信模块,从而将LoRa技术应用到智能电表的抄表系统中。LoRa技术融合了数字扩频、前向纠错编码和数字信号处理等多种技术,解决了数据远距离传输与设备低功耗性能之间的矛盾。本设计利用NB05-01模块设计了 NB-IoT通信模块。NB05-01模块采用了 PSM、eDRX等创新技术。PSM技术使通信模块能够进入PSM模式来关闭数据处理、射频等功能从而显著降低模块功耗。eDRX技术延长了设备的寻呼周期,减少了设备的寻呼次数,进一步降低了设备的功耗。两种通信技术的结合应用不仅降低了施工难度,扩大了抄表范围,提高了抄表操作的可靠性而且降低了生产成本和维护费用。本课题在完成智能电表系统软件和硬件设计的前提下,根据国家电子式交流电能表检定规程进行设备校正调试。经过校表调试,本设计中的电能表符合国家标准GB/T17215.321-2008对1级交流有功电能表的要求。
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