基于PIC单片机的电能量管理系统的设计

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摘要:根据供电系统对电能量管理的控制要求,采用PIC单片机为核心电路,设计了实用可靠的小负荷电能量管理系统。介
绍了电能量管理系统的主要功能及其结构组成、PIC系列单片机的技术性能、用PIC16F73型单片机构成的控制流程以及
电路设计要点等。

关键词:电能董管理系统,PIC单片机,控制流程
  s/ D) M( @  w5 `* Y! M
) T+ l$ i) R( n% _; X! j电能量管理系统是对用户用电状况进行控制与管理的装
置,它既能统计、记录用户的用电状况,又能对用户实现定时、定
量、定负荷的用电控制,是实现小负荷(100KVA以下)自动电能
4 T- L) c6 y0 X* S/ }0 K2 T8 R管理与调度的重要装置。.
; e* p  i* v& q9 g; ?# |1电能量管理系统
1.1 电能量管理系统的功能
+ R3 \9 o" ?* Y* J1 ]! o电能量管理系统主要功能有:①实现电能的“先买后用”;
②实现电量控制;③实现用电分时计费;④实现负荷控制;⑤用
* S( K+ H4 h  R& O7 e/ P( X4 |7 n电卡具有记忆下列信息的功能;⑥用电控制装置具有真假辩伪
功能。
1.2电能量管理系统的组成
电能最管理系统主要由用电控制器、读卡器和用电卡(IC
8 q; l9 |4 X2 }) [6 ?4 W" ~卡)等部分组成，如图1所示。
6 n% [) f7 l/ R* z) i0 H9 j" y1)用电控制器。用电控制器实际上是一个小型的微机控制系
统,它接受用电卡的信息,并据此向用户供电服务,同时又不断获
取用电信息,经分析.计算、统计出各时段的用电量,进行分时计
费,并直接控制用户的用电.当发生不正常状况或超负荷运行时，
能自动发出警告直至切除供电电源。为了便于推广应用,用电控
& x7 t$ M" Q" T  w8 ]* v制器可以直接安装在用户电表箱内，且不改变用户现有电表结
构。在正常供电情况下,可通过用电卡或红外抄表器能方便地以
$ R1 y6 b  \9 g$ i: j非接触方式将用户的用电参数及各种信号传送给读卡器。
! I& A) y; i( A1 g$ @2 _- V2)读卡器。读卡器是-一个可移动、可反复读写的信息存储
& c1 a, S  v: ?6 ?2 c. B  m器,配有红外信号传递装置,以非接触方式远距离读取并记录用
4 V( \6 j* W- {1 v电控制器的信息,便于输送给上级PC机进行分析处理。
; Y7 H& [$ `1 Q, p4 G3)用电卡。用电卡为用户所持有,它必须与用户的用电控制
4 ]' s5 c: p5 x) \器配合使用，专用于记录用户所购电量、各时段允许用电量、最
; f! e/ x8 `- X& d! L9 D大需量购电次数、过负荷次数以及允许赊欠电量等信息。
# D/ D! c3 w2 x" n1.3电能量管理系统的硬件设计
5 `  ?9 ~7 u' H0 F3 d/ Q; F4 c电能量管理系统的硬件结构如图2所示。其输入口有有功
脉冲信号输人、红外数据输人和IC卡数据输入;输出口有LED
显示、继电器控制、用电量提示和蜂呜器警示等输出。
! s  a9 _8 x" I' ~2 ]1 B/ @图2中间位的方框就是用电控制器，是电能量管理系统的
核心单元，它采用PIC16F73型单片机，由以PIC16F73 mcu
为核心的控制电路所构成。
电能量管理系统中的IC卡设有用户卡、设置卡和清除卡三
种。均采用Atmel公司T5557无线射频卡,使用WRF570模块
% T% A" i' i- C# I1 Y  y驱动.工作频率100~ 150KHz.内含28字节的EEPROM。


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它采用PIC16F73型单片机，由以PIC16F73 mcu为核心的控制电路所构成。