基于RFID的预付费电能表的设计
引言
随着人均用电量的大幅度增加,推动了一户一表制的使用。传统的机械式电能表测量精度有限,会带来较大误差;当用电量很大时,误差将让人难以接受。本文介绍的电子式预付费电能表是通过电能测量集成电路对电压电流的取样信号进行处理,并输出与有功功率成正比的频率信号;微处理器通过对脉冲计数来计算所消耗的电量。用户将RFID卡片（预先在电力部门购买,卡片上充有定额的现金）靠近电能表,这时MCU通过射频芯片读取卡的金额,将其存储到EEPROM,同时此卡清零。电能表将通过声音和LCD显示来提醒用户充值。
1 硬件电路总体设计
通过对AD7755的电能测量,与以低功耗著称的MSP430MCU接口,再用DS1302作为时钟,将数据储存在24LC16EEPROM中。用工作于13.56 MHz的MFRC500芯片来实现预付费卡片数据的读取。硬件框图如图1所示。
1．1 电能计量模块AD7755的特点和接口
AD7755是Analog Devices公司生产的电量计量集成电路,技术指标超过了IEC1036规定的准确度要求。值得一提的是,国内现有替代产品,上海贝岭的BL0932可以很好地替代AD7755。这里的AD7755工作于这种方式：电流和电量通过其互感器送入各输入通道。电压和电流通道上额定值要设计在最大输出电压的半刻度上,使电表能满足过压和过流的要求。把CF频率输出端接到单片机的端口,设置SCF＝0,S1＝0,S0＝1,CF的最高输出频率为21.76 Hz,MCU对输入脉冲进行计数,计数值的大小即反映电能消耗的多少。本设计中,分流器电阻在340μΩ条件下,表常数为3 200脉冲/kWh,即每kWh电产生3 200脉冲。从CF经光耦输出到MCU计数。
图1 硬件框图
1．2 MCU模块MSP430
MSP430 MCU是TI公司的超低功耗16位单片机;采用精简指令集;具有丰富的片内外设,功能强大,并且具有很低的电能消
