基于LPC2290的遠程智能電能計量系統(tǒng)

　　基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡電能計量系統(tǒng)的研究電力電子與電力傳動專業(yè)隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平的日益提高，用電量也持續(xù)上升。電能的計量是否公平、公正已成為人們十分關心的問題。作為電能量的計量工具電能表已成為各行各業(yè)用電不可缺少且非常重要的儀表。由于傳統(tǒng)的電能表有計量不精確、人工抄表費時費力、統(tǒng)計繁瑣等缺點，因此，研究開發(fā)高精度、低功耗、網(wǎng)絡化、智能化的電能表是明顯的趨勢。 嵌入式系統(tǒng)技術是近幾年電子產(chǎn)品設計領域最為熱門的技術之一，目前已廣泛應用于工業(yè)控制、智能交通、信息家電、公共服務等領域。嵌入式系統(tǒng)正對人類的后PC時代產(chǎn)生著深遠的影響。

本文針對傳統(tǒng)的機電式電能表的缺點和不足，結合當前的嵌入式系統(tǒng)技術和網(wǎng)絡技術，研究并設計了一套基于ARM處理器、CAN總線和以太網(wǎng)傳輸?shù)那度胧骄W(wǎng)絡電能表系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡中繼模塊和電能量采集終端兩部分組成。網(wǎng)絡中繼模塊硬件采用了PHILIPS的LPC2290作為中央處理器。LPC2290 是一款16／32位RISC微處理器，采用ARM公司的ARM7TDMI-S內(nèi)核，提供了兩路CAN總線和其它一些片上通用外設接口。采用LPC2290處理器，不但降低了整個系統(tǒng)的設計成本，而且也大大減少了額外的接口電路。網(wǎng)絡中繼模塊軟件是通過ItCLinux操作系統(tǒng)內(nèi)嵌的BOA實現(xiàn)嵌入式WEB服務器，并應用CGI接口程序完成了動態(tài)網(wǎng)頁程序的編制。電能量采集終端采用專用電能芯片、單片機和CAN控制器實現(xiàn)。網(wǎng)絡中繼模塊和電能量采集終端之間通過CAN 總線進行通信，保證了信息的可靠性。當客戶端通過網(wǎng)絡瀏覽器訪問WEB服務器時，CGI程序就將電能量采集終端所采集的電能量數(shù)據(jù)上傳給客戶端，實現(xiàn)網(wǎng)絡自動抄表。

　　LPC2290具有以下主要特性：

　16/32位ARMTTDMl，S核，LQFPl44封裝。 16 KB片內(nèi)靜態(tài)RAM。串行boot裝載程序通過uARln來實現(xiàn)在系統(tǒng)下載和編程。 EmbeddedICE．RT和嵌入式跟蹤接口使用片RealMonitorTM軟件對任務進行實時調(diào)試并支持對執(zhí)行代碼進行無干擾的高速實時跟蹤。 2個互連的CAN接口，帶有先進的驗收濾波器。多個串行接口，包括2個 16C550T業(yè)標準UART、高速12C接口（400 l出it／s）和2個SPI接口。 8路10位A／D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時間低至2．44ps。 2個32位定時器（帶4路捕獲和4路比較通道）、PWM單元（6路輸出）、實時時鐘和看門狗。向量中斷控制器，可配置優(yōu)先級和向量地址。通過外部存儲器接口可將存儲器配置成4組，每組的容量高達16Mb，數(shù)據(jù)寬度為8／16／32位。多達76個通用I／OEI（可承受5V電壓），9個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷引腳。通過片內(nèi)鎖相環(huán)（PLL）可實現(xiàn)最大為60MHz的CPU操作頻率，設置時間為 100”sa 片內(nèi)晶振頻率范圍：I～30MHz。 2個低功耗模式：空閑和掉電。通過外部中斷將處理器從掉電模式中喚醒?？赏ㄟ^個別使能／禁止外部功能來優(yōu)化功耗。雙電源一CPu操作電壓范圍：1．65～1．95 v0．8 V±0．15Ⅵ 一狄）操作電壓范圍：3．0～3．6 v（3．3 V±10％），可承受5V電壓