基于LPC2290的遠(yuǎn)程智能電能計(jì)量系統(tǒng)

　　基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡(luò)電能計(jì)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(jì)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(jì)量是否公平、公正已成為人們十分關(guān)心的問題。作為電能量的計(jì)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(jì)量不精確、人工抄表費(fèi)時(shí)費(fèi)力、統(tǒng)計(jì)繁瑣等缺點(diǎn)，因此，研究開發(fā)高精度、低功耗、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的電能表是明顯的趨勢。 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是近幾年電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域最為熱門的技術(shù)之一，目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能交通、信息家電、公共服務(wù)等領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)正對人類的后PC時(shí)代產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響。

本文針對傳統(tǒng)的機(jī)電式電能表的缺點(diǎn)和不足，結(jié)合當(dāng)前的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，研究并設(shè)計(jì)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(luò)電能表系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)中繼模塊和電能量采集終端兩部分組成。網(wǎng)絡(luò)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(shè)接口。采用LPC2290處理器，不但降低了整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本，而且也大大減少了額外的接口電路。網(wǎng)絡(luò)中繼模塊軟件是通過ItCLinux操作系統(tǒng)內(nèi)嵌的BOA實(shí)現(xiàn)嵌入式WEB服務(wù)器，并應(yīng)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(jī)和CAN控制器實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)中繼模塊和電能量采集終端之間通過CAN 總線進(jìn)行通信，保證了信息的可靠性。當(dāng)客戶端通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器訪問WEB服務(wù)器時(shí)，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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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(shí)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(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試并支持對執(zhí)行代碼進(jìn)行無干擾的高速實(shí)時(shí)跟蹤。 2個(gè)互連的CAN接口，帶有先進(jìn)的驗(yàn)收濾波器。多個(gè)串行接口，包括2個(gè) 16C550T業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、高速12C接口（400 l出it／s）和2個(gè)SPI接口。 8路10位A／D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間低至2．44ps。 2個(gè)32位定時(shí)器（帶4路捕獲和4路比較通道）、PWM單元（6路輸出）、實(shí)時(shí)時(shí)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(dá)16Mb，數(shù)據(jù)寬度為8／16／32位。多達(dá)76個(gè)通用I／OEI（可承受5V電壓），9個(gè)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(shí)現(xiàn)最大為60MHz的CPU操作頻率，設(shè)置時(shí)間為 100”sa 片內(nèi)晶振頻率范圍：I～30MHz。 2個(gè)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。可通過個(gè)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