電力傳輸線路監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　2 系統(tǒng)總體組成結(jié)構(gòu)及工作原理

　　如圖1 所示整個系統(tǒng)主要由單片機(jī)主機(jī)電路、控制電路、信號測量、聲光報(bào)警電路、按鍵電路、LCD 漢字顯示電路、電源電路和通信電路等組成。P1 口做為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線，DSP電能芯片采用P3.0 P3.1 P3.2 口接入MCU 用來向系統(tǒng)提供輸入的數(shù)據(jù)，聲光報(bào)警模塊的工作信號通過P2.5 口輸出產(chǎn)生報(bào)警聲音。鍵盤模塊通過P2.0,P2.1 和P2.2 口接入MCU 用來控制系統(tǒng)的6 個按鍵。系統(tǒng)通過P1 口和P5.0、P5.1 控制LCD 顯示器，串行通信由P3.6 和P3.7 經(jīng)過通信接口電路控制U 盤讀寫，系統(tǒng)的電源模塊產(chǎn)生3.3 V、＋5 V 電壓為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作電壓。

圖1 系統(tǒng)總體構(gòu)成

　　該系統(tǒng)利用電壓、電流互感器經(jīng)過差動轉(zhuǎn)換后輸入DSP電能芯片進(jìn)行信號的分析與處理，輸出高精度的三相電壓值、三相電流值、零序電流值、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、基波及諧波電能值等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過SPI 通訊接口讀出DSP 電能芯片計(jì)算后得支的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后送入LCD 進(jìn)行顯示[4-5]。當(dāng)系統(tǒng)時間運(yùn)行到U 盤規(guī)定的寫入時間時，系統(tǒng)自動記錄采集到的所有數(shù)據(jù)。用戶可以根據(jù)需要通過鍵盤輸入設(shè)定采集時間間隔。系統(tǒng)中設(shè)備編號可以任意設(shè)定。同時該系統(tǒng)還可以實(shí)時顯示工作環(huán)境的溫度和系統(tǒng)時間。

　　3 系統(tǒng)的主要硬件電路設(shè)計(jì)

　　3.1 信號差動輸入電路設(shè)計(jì)

　　信號輸入采用差動輸入方式，輸入的電流、電壓感器信號通過采樣電阻R17 進(jìn)行采樣，C5、C6 進(jìn)行濾波，減少干擾，REFO 通過10K 限流電阻提供16 位AD 的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)電壓。電壓、電流信號輸入電路圖如圖2 所示。

圖2 電壓、電流信號輸入電路