【正文】 SPI 通信接口包括 CS、 SCLK、 DIN、 DOUT，其中 CS 為片選控制信 號，低電平有效；DIN 為串行數(shù)據(jù)輸入，用于主處理器發(fā)送數(shù)據(jù)到 ATT7022B； DOUT 為串行數(shù)據(jù)輸出，用于從 ATT7022B 讀取數(shù)據(jù)； SCLK 為串行時鐘，控制數(shù)據(jù)的傳輸速率，下降沿觸發(fā)通過 DIN 寫數(shù)據(jù)到 ATT7022B 寄存器，上升沿觸發(fā)通過 DOUT 讀取 ATT7022B 內(nèi)部寄存器數(shù)據(jù)。 B、 C 相電壓、電流采集電路與 A 相的類似。在微處理的控制下， MAX706S 作為看門狗可以防止微處理器的程序跑飛。 WDI 端的任何一個跳變都使定時器清石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22 零。 GND：接地端。 圖 復(fù)位電路 MAX706S 的電源為 V～ V，低電平復(fù)位輸出，復(fù)位門限為 V； 單片機(jī) 系統(tǒng)的工作電壓為 5 V，一般選用器件 MAX706S 作為監(jiān)控電路。為了提高電源的可靠性，電源模塊分為計量工作電源和微處理器工作電源 2 個部分。數(shù)據(jù)存儲模塊采用 FM24C512 芯片，保存打包的實時電參數(shù)和故障診斷數(shù)據(jù)。 32NC 不連接 33VDD 電源內(nèi)核電源輸出 。 ，兩個引腳內(nèi)部都有 ESD 保護(hù)電路 ,最大承受電壓為177。完全差動輸入方式，正常工作最大輸入 Vpp 為 177。 6V 5REFCAP 輸出，基準(zhǔn) ，可以外接；該引腳應(yīng)使用 10uF 電容并聯(lián) 電容進(jìn)行去耦 6,7 V3P/V3N 輸入， B 相電流信道正，負(fù)模擬輸入引腳。 SPI具體規(guī)格參見后面第四部分的詳細(xì)說明。 ATT7022B 集成了六路二階 sigmadelta ADC、參考電壓電路以及所有功率、能量、有效值、功率因數(shù)以及頻率測量的數(shù)字信號處理等電路。另外，定時器還具有捕獲模式，我們可以通過定時器的捕獲功能實現(xiàn)各種測量，比如脈沖寬度測量。通過集成的 IDE 開發(fā)環(huán)境，使用戶很容易調(diào)試程序 [8]。 (3)使用中斷請求將 CPU 從低功耗模式下喚醒時間： 6us。 模擬比較器 pator_A。 表 25 工作電流要求 工作模式 最小值 典型值 最大值 單位 空閑狀態(tài) mA 通話狀態(tài) 250 mA GPRS 數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài) 350(GPRS4+1) mA 關(guān)機(jī)狀態(tài) 50 μA MSP430F149 單片機(jī) 本設(shè)計采用 MSP430F149 單片機(jī)作為核心部件。 Phone 型固定臺應(yīng)用的邏輯框圖如圖 25 所示。 圖 22 邏輯框圖 上述實現(xiàn)方式的優(yōu)點如下： (1)接口簡單。 表 21 產(chǎn)品外形規(guī)格 外形規(guī)格 指標(biāo) 重量 10 g 尺寸（長寬高） mm 36 mm 3 mm（包括屏蔽盒） GTM900 無線模塊的物理外形，如圖 21 所 示。 (4)對通信故障發(fā)生后系統(tǒng)自主重連網(wǎng)絡(luò)的機(jī)制進(jìn)行了改進(jìn)，不僅實現(xiàn)了可靠重連網(wǎng)絡(luò)的功能，還大大縮短了重連網(wǎng)絡(luò)所取消的時間。 (4)可通過串口進(jìn)行本地操作，通過上位機(jī)將各種數(shù)據(jù)從終端中讀取出來。如今從核心網(wǎng)到無線接入網(wǎng)再到終端，移動通信網(wǎng)絡(luò)整體都在向全 IP 方向發(fā)展，基站設(shè)備和傳輸也必須注重 IP 化，從而降低從傳統(tǒng)的 TDM 網(wǎng)絡(luò)直接升級為全 IP 網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險，保護(hù)投資。 從基站的發(fā)展趨勢來看，主要呈現(xiàn)下面幾個特點 [3]： 第一，將呈現(xiàn)開放式模塊化的特點，使基站建設(shè)可以以 “搭積木 ”的方式進(jìn)行，能夠快速響應(yīng)，縮短建設(shè)時間，同時使維護(hù)設(shè)備種類減少，降低運(yùn)維難度，節(jié)省運(yùn)維成本 。而在 WCDMA 等系統(tǒng)中，類似的概念稱為 NodeB 和 RNC。而且，因為不再需要現(xiàn)行無線應(yīng)用所需要的中介轉(zhuǎn)換器，所以連接及傳輸都會更方便容易。 盡管目前防竊電技術(shù)已經(jīng)取得很大進(jìn)步，但是由 于竊電手段也日益智能化和專業(yè)化，從而竊電更加隱蔽，更加不易查處，甚至少數(shù)供電部門內(nèi)部人員監(jiān)守自盜造成大量“人情電”流失 。各個模塊的電路原理圖都由 CAD 來完成。 研究方法： 通過自己所學(xué)的相關(guān)課程，如移動通信、通信原理、數(shù)字電路 、模擬電路電子線路等；以及通過借閱圖書館相關(guān)資料和上網(wǎng)收集相關(guān)課題信息；最后到實地進(jìn)行考察，如參觀一些基站用電檢測系統(tǒng)，或者去參觀新型小區(qū)的基站。因此，研究并建設(shè)能適應(yīng)大規(guī)?；鞠到y(tǒng)需要的非法用電報警系統(tǒng)，對于節(jié)能減排的建設(shè)和用電的精細(xì)化管理具有積極的意義。北京 :北京航空航大大學(xué)出版社，20xx 魏靈坤，劉志軍，胡春華。 數(shù)據(jù) 保存 模塊設(shè)計。 電源及復(fù)位模塊設(shè)計。 MSP430 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型事例 [M]。 6 月 1 日 6 月 13 日整理設(shè)計書，準(zhǔn)備答辯。另外竊電者的竊電手段普遍都比較高明，不通過技術(shù)的手段是很難抓到竊電者的。并重點闡述了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成和軟件編程的設(shè)計過程。特別是近年來，隨著基站數(shù)量迅速增加，用電成本已經(jīng)成為公司的主要成本，而且比例還在逐年增加。 GPRS(General Packet Radio Service)是一種以全球手機(jī)系統(tǒng) GSM 為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，可說是 GSM 的延續(xù)。 廣義的基站是基站子系統(tǒng) (BSS， Base Station Subsystem)的簡稱。特色型基站包括分布式基站 RRU形式，其特點備受關(guān)注，應(yīng)用前景廣闊。 第三，高功率效率。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 4 (2)完成蓄電池電壓、蓄電池電流的數(shù)據(jù)采集，電壓采集精度達(dá)到 ，蓄電池電流精度達(dá)到 1mA。 基于 GPRS 的通信 基站用電監(jiān)測終端具有以下創(chuàng)新點： (1)電壓采集一般用電阻分壓后供 A/D 采樣，本論文采用的繼 電 器采集 方案用低成本的方式實現(xiàn)了蓄電池電壓高精度采集，也達(dá)到了電氣隔離和 抗干擾的作用。同時， GTM900 無線模塊也適合在 GT800 的網(wǎng)絡(luò)下運(yùn)行。? GSC 射頻天線連接器 語音業(yè)務(wù) 支持 FR、 EFR、 HR 和 AMR 的語音編碼 語音業(yè)務(wù) 支持免提通話，提供回聲抑制功能 短消息業(yè)務(wù) 支持 MO 和 MT 短消息業(yè)務(wù) 點對點和小區(qū)廣播 短消息模式支持 TEXT 和 PDU GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) GPRS CLASS 10 編碼方式 CS 1， CS 2， CS 3， CS 4 最高速率可達(dá) 支持 PBCCH 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 7 內(nèi)嵌 TCP/IP 協(xié)議：支持多鏈接，提供 ACK 應(yīng)答，提供大容量緩存 電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 支持 CSD 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，最高速率可達(dá) 支持傳真： Group3 ， 支持 USSD 補(bǔ)充業(yè)務(wù) 來電顯示、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫保持、呼叫等待、三方通話等 集群功 能 組呼，廣播，私密呼叫等 邏輯框圖 GTM900 使用 AT命令集，通過 UART 接口與外部 CPU 通信，主要實現(xiàn)無線發(fā)送和接收、基帶處理、音頻處理等功能。外接 CPU 主要完成對SLIC(Subscriber Line Interface Circuit)芯片的配置以及電源管理、串口通信等功能，其余的功能均由 GTM900 完成。 表 23 極限應(yīng)用條件 參數(shù) 參數(shù)描述 最小值 最大值 單位 Ts 儲藏溫度 40 +85 ℃ Vi 在任何管腳上輸入 或者輸出信號電壓 V IIN 輸入電流 100 mA VESD 靜電電壓 177。 兩個具有中斷功能的 8 位并行端口 :P1 與 P2。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 (2)超低功耗。 (6)具有靈活的時鐘設(shè)計。 MSP430F149 的定時器及轉(zhuǎn)換模塊 [6] 在 MSP430F149 中有一個 16 位定時器和一個 12 位轉(zhuǎn)換模塊 ADC12。對于序列通道轉(zhuǎn)換，采樣順序完全由用戶定義。ATT7022B 可以對基 波有功、無功功率進(jìn)行測量，提供脈沖輸出 CF3 和 CF4 提供瞬時基波有功功率以及基波無功功率信息，可直接用于基波的校正 [7]。當(dāng)外部 MCU 通過 SPI 寫入較表數(shù)據(jù)后， SIG 將立即變?yōu)楦唠娖? 3,4 V1P/V1N 輸入， A 相電流信道正，負(fù)模擬輸入引腳。 ，兩個引腳內(nèi)部都有 ESD 保護(hù)電路 ,最大承受電壓為 177。 6V 18AVC 電源，該引腳提供 ATT7022B 模擬電路的電源，正常工作電源電壓應(yīng)保持在 5V177。內(nèi)有 47K 下拉電阻 25NC 不連接 26 SEL 輸入三相三線低電平，三相四線高電平選擇。 圖 28 ATT7022B 的應(yīng)用示意圖石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 第 3 章 硬件部分 本章主要介紹硬件部分的各個模塊，這些模塊包括電源模塊及復(fù)位模塊， GPRS模塊的 GTM900， MSP430F149 單片機(jī)控制模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊，報警模塊， LED 顯示模塊。 FM24C512 保存打包的實時電參數(shù)和故障診斷數(shù)據(jù)。 圖 中的 VDD5 經(jīng)過圖 的穩(wěn)壓管 SPX29302 輸出 4V，作為 GPRS 模塊GTM900 的工作電源。當(dāng)輸入電壓低于 V 時，復(fù)位比較器輸出有效的復(fù)位信號。當(dāng) PFI 端電壓低于比較器門限電 壓 V 時， PFO 為低電平，否則為高電平。 上電復(fù)位和電源電壓監(jiān)視 MAX706S 具 有監(jiān)視 V33 電壓的功能，當(dāng) V33 的電壓值低于 時， 會產(chǎn)生低電平，使微處理器復(fù)位。電參數(shù)計量框圖如下圖 所示。 ATT7022B 電源正常時， VDD 為 。為了解決電平匹配問。 （ 2） SEL 腳接高電平選擇三相四線接線方式，合相電能累加方式默認(rèn)為絕對值和。 電參數(shù)計量的設(shè)計 ATT7022B 外圍硬件設(shè)計 ATT7022B 是 一款 高精度 三相電 能專業(yè) 計量芯 片，集 成了 6 路二階SIGMADELTA A/D、參考電壓電路以及所有功率、能量、有效值、功率因數(shù)以及頻率測量的數(shù)字信號出來電路，能夠測量各相和合相的有功功率、無功功率、視在功率、有功能量以及無 功能量，同時還能測量各相電流、電壓有效值、功率因數(shù)、相角、頻率等參數(shù)，支持全數(shù)字域的增益、相位校正，即純軟件校表。 WDO：看門狗電路輸出端。 PFI 端不用時可與 GND 端相連。 MAX706S 的引腳介紹。 性能： ,無交流諧波分量 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 ,抑制能力強(qiáng) PL1085ADJ 是一款輸出電壓可調(diào)的輸入輸出壓差低的三端穩(wěn)壓模塊，壓差最小達(dá)到 ，輸出端口 Vout 兩端的電壓 U 計算公式為： （ 31） 式中 典型值為 ， 典型值為 ，應(yīng)用中 ， 為 100 ， （ 32） 微處理器工作電源 微處理器工作電源電路如下圖 所示： 圖 微處理器工作電源電路 蓄電池電壓 48V 經(jīng) DCDC 模塊 T2 變換為 后給三端穩(wěn)壓模塊 PL1085ADJ供電，輸出 5V 直流電壓供給三端穩(wěn)壓模塊 AS1111733,AS111733 穩(wěn)壓輸出 作為微處理器 MSP430F149 的工作電源?？傮w硬件框圖如圖 所示。外接 10uF 電容并聯(lián) 電容進(jìn)行去耦 40REVP 輸出，當(dāng)檢測到任意一相的有功功率為負(fù)時，輸出高電平；當(dāng)檢測到各相有功功率都為正時，該引腳的輸出又將復(fù)位到低電平 41VCC 電源，數(shù)字電源引腳；正常工作電源電壓應(yīng)保持在 5V177。,兩個引腳內(nèi)部都有 ESD 保護(hù)電路 ,最大承受電壓為 177。完全差動輸入方式，正常工作最大輸入 Vpp 為 177。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 6V 8 AGND 電源， 模擬電路 (即 ADC 和基準(zhǔn)源 )的接地參考點 9,10 V5P/V5N 輸入， C 相電流信道正，負(fù)模擬輸入引腳。 芯片特性 [9] ?高精度在輸入動態(tài)工作范圍 (1000:1),內(nèi)非線性測量誤差小于 % ?有功測量滿足 、 ，支持 IEC 6205322， GB/T 178831998 ?無功測量滿足 2 級、 3 級，支持 IEC 6205323， GB/T 178821999 ?提供基波、諧波電能以及總電能測量功能 ?提供視在電能測量功能 ?提供正向和反向有功 /無功電能數(shù)據(jù) ?提供有功、無功、視在功率參數(shù) ?提供功率因數(shù)、相角、線頻率參數(shù) ?提供電壓和電流有效值參數(shù) ,有效值精度優(yōu)于 % ?提供電壓相序檢測功能 ?提供電流相序 檢測功能 ?提供三相電流矢量和之有效值輸出 ?提供三相電壓矢量和之有效值輸出 ?提供電壓夾角測量功能 ?提供失壓判斷功能 ?具有反向功率指示 ?提供有功、無功、視在校表脈沖輸出 ?提供基波有功、基波無功校表脈沖輸出 ?合相能量絕對值相加與代數(shù)相加可選 ?內(nèi)置溫度測量傳感器 ?電表常數(shù)可調(diào) ?起動電流可調(diào) ?可準(zhǔn)確測量到含 21 次諧波的有功、無功和視在功率 ?支持增益和相位補(bǔ)償，小電流非線性補(bǔ)償 ?具有 SPI 接口，方便與外部 MCU 通訊 ?適用于三相三線和三相四線模式 ?采用 QFP44