【正文】 30CF3 輸出， CF3：基波有功電能脈沖輸出，其頻率反映基波的合相平均有功功率的大小，常用于儀表基波有功功率的校驗，也可以用作基波有功電能計量， CF3 也可配置為 RMS 視在電能脈沖輸出 31CF4 輸出， CF4:基波無功電能脈沖輸出 ,其頻率反映基波的合相平均無功功率的大小 ,常用于儀表基波無功功率的 校驗 ,也可以用作基波無功電能計量。 5%，為使電源的紋波和噪聲減小至最低程度，該引腳應(yīng)使用 10uF 電容并聯(lián) 電容進行去耦 19,20 V6P/V6N 輸入， C 相電壓信道的正、負模擬輸入引腳。 6V 11 REFOUT 輸出 ,基準電壓輸出，用作外部信號的直流偏置 12 AVCC 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。完全差動輸入方 式，正常工作最大輸入 Vpp 為 177。 ATT7022B 提供兩類視在能量輸出， RMS 視在能量以及 PQS 視在能量， CF3 和石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 CF4 也可被配置為視在能量脈沖輸出。轉(zhuǎn)換的結(jié)果保存在 16 個轉(zhuǎn)換寄存器中，這樣 ADC12 可以進行多次轉(zhuǎn)換而不需要軟件干頂，這一點提高了系統(tǒng)性能，也減少了軟件開銷。 16 位定時器可以用作看門狗定時器，實現(xiàn)在秒數(shù)量級上的定時。 (7)方便的調(diào)試功能。在休眠條件下上作電流只有 。 四個 8 位并行端口 。 20xx V （ 2）電源特性 無 線 模 塊 采樣、開關(guān) 機檢測等 IRDA SIM POWER CPU LCD 串口 電池充放電 及電池管理 AUDIO KEYPAD 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 輸入電源 GTM900 的輸入電源要求如表 24 所示。 Terminal 型固定臺應(yīng)用的邏輯框圖如圖 24 所示 AUDIO 天 線 UART SIM IRDA POWER 圖 24 Terminal 型邏輯框圖 (3)Phone 型固定臺應(yīng)用 GTM900 應(yīng)用于 Phone 型固定臺時，外部需要增加鍵盤和 LCD。鍵盤、 LCD(Liquid Crystal Display)等外部設(shè)備由外部 CPU 進行控制。它提供組呼、廣播、私密呼叫、優(yōu)先級呼叫等豐富的集群功能，是 GT800 各類終端的核心解決方案。 (2)采用蓄電池充放電方向來判斷市電停電與否。 (3)將數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)定閾值進行比較，判斷告警事件發(fā)生與否。功放部分現(xiàn)在有兩種主流實現(xiàn)：一種是 DSP 加 IPTA，其中采用了軟件技術(shù)，能夠更靈活更快地響應(yīng)市場需求；還有一種方式是采用專用的集成芯片，其優(yōu)點是集成 芯片能夠批量生產(chǎn)，成本和集成度方面比第一種方式更有優(yōu)勢，可以有效降低維護成本，并增強系統(tǒng)的可靠性。大功率的分布式基站被用于解決大容量問題，小型化基站則主要解決室內(nèi)覆蓋的建網(wǎng)。以 GSM 網(wǎng)絡(luò)為例，包括基站收發(fā)信機 (BTS)和基站控制器 (BSC)。 GPRS 和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封?(Packet)式來傳輸，因此使用者所負擔(dān)的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。 現(xiàn)有的竊電手段很多，歸納起來無非都是從電能計量的基本原理或計量裝置下手 。其中硬件構(gòu)成有六部分 :電源及復(fù)位模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、上位機、 GTM900 模塊和顯示模塊。利用私接電線的手段進行竊電的現(xiàn)象相當(dāng)普遍。 教研組主任簽字 時 間 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計開題報告 題 目 基于 GPRS 的非法用電報警裝置的設(shè)計 專 業(yè) 電子信息工程（通信技術(shù)） 班 級 電 09041 班 學(xué)生姓名 劉榮艷 研究背景： 近年來，通信公司大力完善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，公司的蜂窩網(wǎng)基站數(shù)量大，分布面廣，安裝位置分散且情況復(fù)雜。北京 :中國電力出版社 胡大可。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ATT7022B 模塊 外圍電路的 設(shè)計。 蓄電池電壓電流模塊 的設(shè)計。 MSP43O 系列 FLASH 型超低功耗 1 位單片機 [M]?；敬蠖嗍亲庥妹穹浚捎谌狈唧w的監(jiān)測手段，基站用電較難管理，也無法對基站的用電量進行科學(xué)系統(tǒng)地監(jiān)測管理。這樣的問題基站現(xiàn)場電表讀數(shù)是無法真實反映基站實際用電情況的。 MSP430F149 是一種 16 位內(nèi)含 FLASH 型芯片的單片機，具有高速運算、開發(fā)設(shè)備簡便、可現(xiàn)場編程等特點，這給控制系統(tǒng)的設(shè)計帶來了極大的便利性。 電能表對電能的計量決定于電壓、電流、功率因素三要素及其與時間的乘積，改變這些要素中的任何一個，或者改變電能計量裝置的結(jié)構(gòu)或?qū)ζ涫┘佑绊懯闺娔鼙砺D(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)甚至反轉(zhuǎn)，以達到竊電的目的 。 GPRS 的傳輸速率可提升至 56 甚至 114Kbps。一個基站控制器可以控制十幾以至數(shù)十個基站收發(fā)信機。另外還有概念型基站微微蜂窩，這主要是解決家庭小區(qū)域的覆蓋。 第四， IP 化發(fā)展。告警類型包括市電停電、蓄電池電壓欠壓、市電端相、市電過壓、市電過流。 (3)通信模塊選擇了華為公司的 GTM900，內(nèi)置 TCP/IP 協(xié)議，大大縮短了項目開發(fā)時間。 產(chǎn)品外形 GTM900 無線模塊的外形規(guī)格，如表 21 所示。 GTM900 的邏輯框圖如圖 22 所示。鍵盤和 LCD 受外接 CPU 的控制。 表 24 輸入電源要求 參數(shù) 最小值 典型值 最大值 單位 VBatt+ V 工作電流 GTM900 的工作電流要求如表 25 所示。P P P5 與 P6。就是在 (、 1MHz)條件下電流只有 280uA。 (8)單片機是 FLASH 型的，可以實現(xiàn)寫入和擦除，再加上次單片機提供 JTAG 口，能實現(xiàn)能很好的在線調(diào)試仿真功能。其中有 2 個中斷向量，便于處理各種定時中斷。 MSP430F149 單片機管腳如圖 25 所示： 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 圖 25 MSP430F149 單片機管 電壓電流采集系統(tǒng) 該系統(tǒng)采用 ATT7022B, ATT7022B 是一顆高精度三相電能專用計量芯片，適用于三相三線和三相四線應(yīng)用。 ATT7022B 提供一個 SPI 接口，方便與外部 MCU之間進行計量參數(shù)以及校表參數(shù)的傳遞。 ，兩個引腳內(nèi)部都有 ESD 保護電路 ,最大承受電壓為 177。 5%，為使電源的紋波和噪聲減小至最低程度，該引腳應(yīng)使用 10uF 電容并聯(lián) 電容進行去耦 13,14 V2P/V2N 輸入， A 相電壓信道的正、負模擬輸入引腳。完全差動輸 入方式正常工作最大輸入 Vpp 為 177。 CF4 也可配置為 PQS 視在電能脈沖輸出。數(shù)據(jù)采集模塊采用 ATT7022B 三相專用電能計量芯片，實現(xiàn)數(shù)據(jù)電壓電流電功率等采集。 電源模塊設(shè)計 終端內(nèi) ATT7022B 的工作電壓為 5V， MSP430F149 的工作電壓為 ， GTM900的工作電壓為 4V，存在 3 個不同等級的工作電源，故電源設(shè)計非常重要。 MAX706S 可實現(xiàn) 4 種功能：上電復(fù)位、電源電壓監(jiān)視、按鍵復(fù)位微處理器和軟件運行情況監(jiān)視。當(dāng) Vcc 低于復(fù)位門限電壓時，輸出有效的復(fù)位信號，并且當(dāng) Vcc 上升至復(fù)位門限電壓后，復(fù)位脈沖維持 200 ms。當(dāng) WDI 端信號維持高電平或低電平的時間超過 s時，看門狗定時器溢出， WDO 端輸出低電平。 硬件復(fù)位和軟件監(jiān)視 硬件復(fù)位由按鍵實現(xiàn)，當(dāng)按鍵下按時， 輸出低電平，是微處理器復(fù)位。 圖 給出了 A 相電壓采集電路， 和 接電網(wǎng) A 相電壓端口， V2P 和 V2N 接計量芯片 A 相電壓采集引腳， REFO 為計量芯片的 參考電壓輸出； 圖 給出了 A 相電流采集電路， V1P 和 V1N 接計量芯片 A 相電流采集引腳，REFO 為計量芯片的 參考電壓輸出。 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 25 微處理器與 ATT7022B 之間的數(shù)據(jù)交換 ATT7022B 的接口電路 微處理器 MSP430F149與 ATT7022B的連接接口包括 SPI通信接口， SIG、 RESET。 SIG 起到監(jiān)視 ATT7022B 運行狀況的作用， RESET 起到復(fù)位 ATT7022B的作用 [13]。 圖 A 相電壓采集電路圖 圖 A 相電流采集電路圖 圖 給出了計量芯片 ATT7022B 的應(yīng)用電路， V2P 和 V2N、 V4P 和 V4N、 V6P和 V6N 分別為計量芯片 A、 B、 C 相電壓采集引腳； V1P 和 V1N、 V3P 和 V3N、 V5P和 V5N 分別為計量芯片 A、 B、 C 相電流采集引腳； REFO 是計量芯片的 參考電壓輸出，為相電壓、電流采集電路提供直流偏置。如圖 所示，微處理器的 即 43 引腳每隔 1s 向 MAX706S 的 WD1 輸入喂狗信號，當(dāng)程序跑飛時，由于不能按時喂狗， MAX706S 的 輸出低電平，使 變成低電平，輸出低電平，使微處理器復(fù)位。 RESET：低電平復(fù)位輸出端。 PFI：門限檢測器輸入端。 DSP 系統(tǒng)中主要工作電壓為 V，復(fù)位信號為低電平有效。 計量工作電源 計 量工作電源電路如下圖 所示 圖 計量工作電源電路 蓄電池電壓 48V 經(jīng) DCDC 模塊 T1 變換為 后給三端穩(wěn)壓模塊 PL1085ADJ供電，輸出 5V 直流電壓供給計量芯片 ATT7022B。 LED 顯示燈顯示工作的正常與否。外接 10F 電容并聯(lián) 電容進行去耦 34VCC 電源，數(shù)字電源引腳；正常工作電源電壓應(yīng)保持在 5V177。 6V 21， 22 V7P/V7N 輸入，第七路 ADC 的正、負模擬輸入引腳。 ，兩個引腳內(nèi)部都有 ESD 保護電路 ,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。所有計量參數(shù)都可以通過 SPI 接口讀出 [8]。ATT7022B 能夠測量各相以及合相的有功功率、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)，充分滿足三相復(fù)費率多功能電能表的需求。 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換用到 2 個參考電平，即 Vr+和 Vr，作為轉(zhuǎn)換范圍的上下限和讀數(shù)的量程值和 0 值。 (9)片內(nèi)提供模擬信號比較器、較多的儲存器。 (4)快速的指令執(zhí)行時間。 2 位 200kbps 的 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC12，自帶采樣保持。 MSP430F149 的組成 基礎(chǔ)時鐘模塊 ，包括一個數(shù)控振蕩器 (DCO)、一個高速晶體振蕩器 (最高 8MHz)和一個低速晶體振蕩器 (32768Hz)。 計算機 電源 GTM900 SIM 卡 用戶設(shè)備 （如固定臺，車載臺，移動臺） 串口 無 線 模 塊 開燈、亮燈控制 IRDA SIM POWER CPU SLIC 電池充放電 及電池管理 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 AUDIO 天 線 UART SIM IRDA POWER 圖 25 Phone 型邏輯框圖 (4)車載臺、公用電話應(yīng)用 GTM900 應(yīng)用于車載臺時，配合 GPS 衛(wèi)星定位系統(tǒng) ,提供有效的實時監(jiān)控和方便的集群語音調(diào)度功能； GTM900 應(yīng)用于公用電話時，應(yīng)用方式與 Terminal 型固定臺和 Phone 型固定臺應(yīng)用方式相同。 (2)用戶能利用各種鍵盤和 LCD 開發(fā)各種類型的終端產(chǎn)品 。 圖 21 產(chǎn)品物理外形石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6 產(chǎn)品特性 GTM900 的產(chǎn)品特性如所表 22 示 。 (5)在 GPRS 網(wǎng)絡(luò)正常情況下，由終端發(fā)起的通訊都采用 GPRS 方式，由 服務(wù)器發(fā)起的通訊都采用 SMS 方式；在 GPRS 網(wǎng)絡(luò)故障情況下，終端通訊方式有 GPRS 方式轉(zhuǎn)為 SMS 方式，每次有發(fā)送數(shù)據(jù)需求時，采用 SMS 發(fā)送，待 GPRS 故障恢復(fù)后，再啟用 GPRS 模式，這樣確保了通信的可靠性 [4]。 主要創(chuàng)新特點 采用 MSP430F149 作為控制模塊的主要部件，外圍接有 GPRS 模塊，數(shù)據(jù)采集模塊， LED 燈，蓄電池電壓電流采集模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊等。 第五，一些新的室內(nèi)覆蓋解決方案將面世。微基站將進一步縮小體積