基于ARM平台的三相交流电源智能测量系统

该系统的硬件主体设计以三星S3C2410处理器为核心控制器件,通过与计算机串口间的连接与SAMES公司的电能测量芯片SA9904B相结合。实现在ARM平台上对外部数据采集芯片的访问,对电压、电流和功率等基本电参数进行测量和计算。

测试测量技术

1引言

随着工业的发展,人们需要通过对三相交流电的检测,获得足够多的电参数信息,进而解决提高供用电的质量和效率问题。为此本文设计了基于S3C2410处理器的电源智能检测系统,其中数据采集部分使用了SAM ES公司生产的双向三相功率/电能集成电路芯片SA9904B,利用该芯片可测量三相四线制线路的有功电能、无功电能、电压有效值和频率值,再通过这4个基本参数值和测量公式的变换,计算出实际的电流值、功率因数值、有功电度和无功电度等参数。因此,采用该测量系统的设计既可以满足电度测量的需要,同时又符合电压、电流和功率等基本电参数测量的要求。

2系统结构设计

设计选择了S3C2410作为整个电路的主控芯片,电能计量芯片SA9904B作为数据采集和处理模块,键盘作为指令输入模块,并且通过LCD模块显示电参数。系统总体结构如图1。3系统硬件设计

3.1嵌入式微处理器

本系统选用韩国三星电子的基于ARM920T内核的32位嵌入式微处理器S3C2410作为系统的控制中心,该芯片本身集成了包括存储器接口,A/D,JTAG等在内的丰富的硬件资源,可简化外围设备与微处理器的硬件连接程度,提高系统运行的可靠性和稳定性。

3.2电压、电流数据采集存储模块的硬件设计

SAM ES公司的SA9904B是专用于电能测量的集成芯片。此芯片的功能包括:实时测量三相有功/无功能量;电压有效值和频率的测量;片内集成基准参考电压源;具有SPI(串行外围接口)总线接口;芯片功耗低于60mW,具有静电保护功能,工作温度范围宽。可以准确的测量交流电压、频率、有功功率及无功功率。

系统中采用SA9904B芯片,大大减少了软件中的计算工作,提高了系统的测量精度。同时采用SPI总线传输实测数据,也有效地提高了系统的抗干扰能力及稳定性。采用SA9904B芯片进行设计,思路清晰明确。

4系统软件设计

4.1嵌入式操作系统的选择

嵌入式操作系统选择Linux,用VI做编辑器,以ARM GCC 作为交叉编译器.Linux内核是一个整体的结构,为了方便的向内核添加或者删除某些功能,Linux引入了内核模块机制,

基于ARM平台的三相交流电源智能测量系统Intelligent Three-phase Pow er M easurement System Based ARM Platform

高璞1,郝建红1,高永华2(1.华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206;

2.石家庄学院,河北石家庄050035)

Gao Pu1,Hao J ian-hong1,Gao Yong-hua2(1.College of Electric&Electronic Engineering,North China

Electric Power University,Beijing102206;2.Department of Physics,Shijiazhuang University,Shijiazhuang,Hebei

Shijiazhuang050035)

摘要:该系统的硬件主体设计以三星S3C2410处理器为核心控制器件,通过与计算机串口间的连接与

SAM ES公司的电能测量芯片SA9904B相结合。实现在ARM平台上对外部数据采集芯片的访问,对电压、电

流和功率等基本电参数进行测量和计算。

关键词:嵌入式技术;三相电能;数据采集

中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1003-0107(2010)01-0009-03

Abstract:The main body of the system hardware design to Samsung's S3C2410processor as the core control device,through a

serial port connection between the processor and SAMES energy measurement chip SA9904B.Achieve the ARM platform on ac-

cess to external data acquisition chip for voltage,current and power and other basic electrical parameters measured and calculat-

ed.

Key w ords:Embedded technology;Three-phase power;Data collection

CLC num ber:TP273Docum ent code:A Article ID:1003-0107(2010)01-0009-03

图1系统总体结构图

9

2010第01期

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