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全日制工程硕士研究生学位论文开题报告
论文
(
设计
)
题目：基于
ARM
技术的三相智能电表设计
研
究
生
姓
名：
学
号：
工
程
领
域：
计算机技术
学
校
导
师：
教授
企
业
导
师：
高工
填
表
时
间：
年
月
研究生部制表
说
明
一、
工程硕士学位论文选题应直接来源于生产实际，
或具有明 确的工
程背景与应用价值，并具有一定的技术难度和工作量。
二、论文选题类型必须下列类型之一：
1
、一个较为完整的工程技术项目、工程管理项目的规划或研究；
2
、工程设计或实施；
3
、技术攻关、技术改造、技术推广与应用；
4
、新工艺、新材料、新产品、新设备的研制与开发；
5
、引进、消化、吸收和应用国外先进技术项目；
6
、应用基础性研究、应用研究、预先研究。
三、开题报告交所在学院、研究生部各保留一份存查，并作为检查报
告执
行情况的依据。
2
研究生姓名
论文名称
选题类型
报告时间
入学时间
基于
ARM
技术的智能电表设计
工程设计
报告地点
预计学位论文完成时间：
2 012
年
5
月
开题报告评议组成员名单
姓
名
职
称
教授
教授
教授
教授
副教授
研究内容和意义简介：
智能电网的迅速发展，
对智能电表的要求也随之越来越高。
智能电表作为家庭 中重
要的组成部分，用户和电力公司都要求它能够做到精确、稳定和多功能。
此次主要研究
ARM
技术在智能电表中的应用，实 现电表的全数字化、无线传输、
姓
名
职
称
摘
要
可视化、以及电量值的精确计算。
本课题对<
/p>
ARM
在智能电表上应用的实现做了详细论述，
考虑到智能电表的发 展趋
势，
ARM
的可扩展性和高性能能够达到智能电表未 来所需要的要求；参考国内外智能
电表各个时期的发展，以及对智能电表未来的要求，本
课题拟提出了
ARM
在智能电表
上的硬件和软件的初步设
计；描述了基于
ARM
技术的智能电表的各项功能，包括智能
电表的采样、滤波、模数转换、
MCU
控制、显示、数据存储以及无线传输等 模块。
3
一、
立项依据（课题来源、选题依据、工程应用价值等）
1
、
课题来源：
2
、选题依据：
2.1
、智能电表的发展背景
随着国民经济的不断发展，
电力已经成为国家的最重要能源。
就民用电力来说，< /p>
由于人
民物质生活的极大丰富，生活质量迅速提高，对电力的需求也越来越
大。但是，当前居民用
电的管理过于落后，
居民用电管理收费多年来一直 采用先用电、
后抄表、
再付费的传统作业
方式。为了适应
社会的需要，保证用户安全、合理、方便地用电，对传统的电表和用电的管
理模式进行改
造，
使之符合社会发展的需要就显得很有必要。
就系统的完整性而言，
< p>电力系
统从发电、配电、传输和区域变电所已基本实现网络化管理
,
而唯独用户终端没有和网络连
接上，造成了系统的不完整，直接或间接的
影响了系统潜能的发挥。
正是由于以上背景，智能电度表应运而生。所
谓智能电表，就是应用计算机技术，通讯
技术等，形成以智能芯片为核心，具有电功率计
量计时、记费、与上位机通讯、用电管理等
功能的电度表。
< p>
大多数设计的智能电表系统其控制器一般是
8
位或
1 6
位的单片机控制，其控制功能比
较简单，
很难实现网络 化和无线传输，
对于未来的智能电表系统的扩展性也比较有限。
基于
这样的局限性，我们提出一种基于
ARM
处理器的智能电表系统。
2.2
、智能电表的技术要求
< p>
智能电表是在数字电表的基础上增加多个功能，
使之能更加适应居民的要求，
读取用户
电量更加智能、方便和快捷，甚至以后也可以实现单个用户的配电、变
电的功能。
目前我们需要设计的智能电表主要实现以下功能：
1
、实现智能电表的高精度计算和可扩展；
< p>
2
、实现数据的双向传输，包括无线抄表，电表将客户用电情况发送给电力部门，电 力
部门将客户账户余额发送回电表，并在电表上显示；
3
、实现数据的
LED
显示，上月、本月电量的显示，以 及余额显示等；
由于智能电表的功能要求，
以前的电表 是很难做到这些，
所以必然要对电表的软、
硬件
要求更高
。
ARM
技术具有性能高、
成本低和能耗低的特点适用于多种领域 ，
比如嵌入控制、
消费、教育类多媒体和移动式应用等。到目前为止，<
/p>
ARM
微处理器及技术的应用几乎已经
深入到各个领域，并
且在智能仪器仪表上也有过应用的先例，所以选用
ARM7
技术应用在
< p>智能电表上。
2.3
、
ARM
技术介绍
ARM
（
Advanced RISC Machine s
）
是微处理器行业的一家知名企业，
设计了大量高性能、
4
廉价、
耗能低的
RISC
处理器、
相关技术及软件。
技术具有性能高、< /p>
成本低和能耗省的特点。
适用于多种领域，比如嵌入控制、消费
教育类多媒体、
DSP
和移动式应用等。
ARM7
系列为低功耗的
32
位
RISC
处理器
，
最适合用于对价位和功 耗要求较高的消费
类应用。
ARM7
内核是三级流水线和 冯
·
诺伊曼结构
, ARM7-TDMI
提供了非 常好的性能
——
功耗比。它包含了
Thumb
< p>指令集快速乘法指令和ICE
调试技术的内核。
< p>
ARM7TDMI-S
处理器是
ARM
通用
32
位微处理器家族的成员之一，
ARM
处理器具有
优异的性能，但功耗却很低，使用门的数量也很少。
ARM
结 构是基于精简指令集计算机
(RISC)
原理而设计的，
指令集和相关的译码机制比复杂指令集计算机要简单得多，
这样的简
化实
现了：
1
、高的指令吞吐量；
2
、出色的实时中断响应；
3
、小的、高性价比的处理器宏单元。
3
、工程应用价值：
智能电表的发展前景：
第一阶段
2000-2007
逐步以电子计量表取代传统机电式电表；在美国和
欧洲着手推广单向通信网络；
第二阶段
2008-2012
全球范围内正
在淘汰机电式电表；在欧美及中国大规模推广基于自动计量基础架构
（
A MI
，
即有
IP
地址的智能电表和电力公司之间的 一种自动双向流通架构
)
的双向通信网络；
智能电表作为
简易型家庭网关，可用于多种公用设施的自动抄表（
AMR
）和负荷管理。
从上面的人两个阶段我们可以看到，智能电表不仅没有向小型、单一功能的方
向发展，
并且恰恰相反，赋予了智能电表更多的功能，使之成为家庭不可或缺的组成部分
。
随着信息时代的推进及技术的发展，
智能电表作为智 能电网的神经末梢，
在不久的将来，
智能电表将在信息社会中发挥更大的
作用，具有更加广阔的应用前景。
二、
文献综述（国内外研究现状、发展动态、主要参考文献）
1
、国内研究现状：
在国内
，
智能电表从结构上大致可分为机电一体式和全电子式两大类。
机电一体式智能< /p>
电表是在原机械式电能表的基础上附加一定的部件，
不仅能使其完成所需功 能，
又可以降低
造价且方便安装
。全电 子式智能电表则从计量到数据处理都采用以集成电路为核心的电子
器件，
从而取消了电能表上长期使用的机械部件。
与机电一体化智能电表相比，
具有体积 小、
可靠性高、更精确、耗电少等。
按抄表方式来分，智能电表又分为分时复费率式、预付费
(IC
卡
)
式和集中远传自动抄
表式<
/p>
3
种。自动抄表技术的研究起步较晚，但是发展速度很快。目前，国内生产自动抄表 的
厂家超过
150
家。
通过电力工业部电力设备及仪表检测中心检测的厂家接近
100
家，
受理
5
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