【探究】基于射频识别技术的智能电表的设计-第4页-北极星输配电网

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4抗干扰设计

由于电表的工作环境非常恶劣，常见的干扰源主要有:瞬变及高频脉冲，低频脉冲，雷电，辐射电磁场，谐波与闪变等。作为一种非常重要的计量仪表，电能表在运行中要确保CPU在十年内正常运转程序不跑飞，数据不丢失，芯片不异常复位，即使偶尔发生异常，系统要能够及时地从故障中恢复，所以必须从软硬件两方面进行细致的可靠性设计。

4.1硬件抗干扰

1)减小带宽，隔离系统的敏感部分:如电量采集模块由于从电网中采集用户电量，其干扰非常多，可将它与电量计量电路单独金属封装，并保持一定的距离。

2)采用压敏电阻:电能表遭到瞬变干扰时，压敏电阻以纳秒级的速度极快响应，在过压期间形成一个低阻的分流器，能加强电能表抗电网瞬间浪涌冲击的能力。

3)光电隔离:ADE7755产生的脉冲信号通过光电隔离后再供单片机采集，可防止脉冲干扰信号窜入单片机。

4)电路板抗干扰设计:①模拟电路与数字电路分开;②模拟地与数字地分开并单点接地;③PCB板大面积铺地;④CPU芯片引脚不悬空;⑤将有较大干扰的芯片放在距单片机较远的位置等。

4.2软件抗干扰

1)按键重复检测:利用定时器进行重复检测，以40Hz的频率对按键进行扫描，只有连续3次检测到按键接口为低电平才认为发生一次按键事件。这样能够得到消抖之后的可靠有效信号，从而避免因干扰导致的按键误操作。

2)指令冗余:指令冗余就是在程序关键的地方人为插入一些单字节指令，或将有效单字节指令重写。它是使程序从“乱飞”状态恢复正常的一种有效措施，其前提条件要求PC指针必须指向程序运行区，且必须执行到冗余指令。

3)软件陷阱:当乱飞的程序进入非程序区，通过软件陷阱的设定，即加入跳转指令，拦截乱飞程序，将其迅速引向一个指定位置，再进行错误处理，使程序重新纳入正轨。

4)程序监视定时器(看门狗):看门狗通过监视程序运行状态，判断程序是否进入死循环或出现程序“跑飞”现象，进而强迫程序回到复位状态。系统的主程序是循环结构，在循环路径上设置看门狗清零指令。

5结束语

电能表的发展趋势是高精度、多功能和智能化。射频识别技术已经成为信息技术的生力军。本文的创新点体现在:

1)将TI公司的16位MSP430单片机应用于电能表设计，其超低功耗性能促进了“低碳经济”的发展;

2)射频卡代替接触式IC卡，寿命长，使用方便，数据传输安全;

3)多功能。该电表能实现复费率、分时段计费、预付费、负荷控制、近红外抄表及远程RS485总线抄表、掉电保护等功能。

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原标题：基于射频识别技术的智能电能表的设计

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