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对基于嵌入式的电量采集控制系统设计分析摘要：嵌入式电量采集控制系统能够对电表数据进行远程记录，具有检测电能质量、检测线路损耗情况、异常用电警报等功能，对于维护电网稳定运行有重要意义。
本文介绍了嵌入式电量采集控制系统的整体结构，并从低压侧用户端远程监控模块和高压侧用电信息检测单元对该系统进行了设计分析，以期提高该系统利用率，保障电网平稳运行。
关键词：嵌入式系统；电量采集；窃电监测前言：随着时代的发展，生产生活用电需求量与日俱增，生活电器和自动化设备的激增都给电网运行造成了不小的压力，要想维持电力系统的整体稳定，必须提高用电效率，合理分配整体电量，减少资源浪费。
因此应用电量采集系统对用户信息进行采集和处理，对用电行为进行监控是非常有必要的。
1嵌入式电量采集控制系统整体结构设计嵌入式电量采集控制系统主要由监控主站和电量采集装置这两个子系统组成，其中电量采集装置又由低压侧用户端远程监控模块和高压侧用电信息检测设备组成，如下图。
图1嵌入式电量采集控制系统该系统的运行原理为：首先由电网高压侧用电信息检测设备采集高压侧电能数据，再由无线通信设备将采集到的的数据进行传输，由远程监控单元接收该数据，为监测人员远距离实时读取数据提供便利。
同时由用电信息采集模块终端对电表数据进行读取，而后将读取结果传输到主站信息存储库中。
其中高压无线检测模块又由电源、采样、通信、控制四个子模块组成，当高压侧检测系统工作时，电源为其提供能源保障，互感器将高压侧的电能数据进行变换，由采样模块对其进行采集和简单处理，通信单元则将采样数据进行输出处理，控制模块则对整个操作的顺序进行把控。
嵌入式电量采集控制系统主要通过两种方式对用户是否存在窃电行为进行判断：一种是直接方式，远程监控单元直接通过高压侧传输的信息进行判断，并将判别结果传输给用户信息终端和监控主站，这种判断方式不需要通过主站，具有减轻主站工作负担和简化设备设置等优点，即使监控主站发生通讯故障也可以正常运行，实现了全天候监测，但对于远程检测设备要求较高。
基于嵌入式系统的电能质量监测装置设计学院：电气工程学院专业：电气工程与自动化学号：200332540058姓名：李聪指导老师：查晓明，孙建军2007年5月25日内容摘要本文通过分析国内外电能质量监测装置的发展现状，针对实际需求，参照我国现行新修定的电能质量国家标准，开发了一种新型电能质量监测装置。
本装置以TI公司的TMS320VC33-150芯片、Altera公司的EP2C20Q240、Samsung公司的基于ARM920T内核的S3C2410A芯片为主体硬件结构，完成数据采集、数据运算、算法控制、人机对话、在线通讯等功能。
关键词：电能质量数据采集 DSP FPGA ARM9ABSTRACTAiming at the demand of engineering, this paper has analyzed situations of power quality monitor equipment both home and abroad and develop a new surveillance device according to the newly emended National Power Quality Standard.The equipment takes TMS320VC33-150 chip of TI corporation, EP2C20Q240 chip of Altera corporation, S3C2410A chip based on ARM920T core of Samsung corporation as the main hardware to realize functions of data sampling, data operation, arithmetic control, man-machine conversation, online communication and so on.Key words: Power quality, Data sampling, DSP, FPGA, ARM9目录内容摘要 (2)ABSTRACT (2)目录 (3)第一章前言 (5)1. 1研究电能质量的背景和意义 (5)1．1．1本课题的意义 (5)1．1．2国内外发展概况 (5)1．2电能质量综述 (7)1．2．1电能质量的概念 (7)1．2．2衡量电能质量指标的确定 (7)1．3当前电能质量监测装置存在的问题及解决方法 (11)1．4课题研究的任务 (11)第二章电能质量各指标的测量方法 (13)2．1 频率的测量 (13)2．1．1 频率测量方法介绍 (13)2．1．2 频率测量方法的选择 (13)2．1．3 频率测量的实现 (14)2．2 基本交流电参数的测量 (15)2．3三相不平衡度的测量 (16)2．4基于复序列FFT的谐波测量 (17)2．4．1基于复序列的FFT算法推导 (17)2．4．2基于复序列FFT算法的电参数测量 (20)2．4．3谐波指标计算 (23)2．5电压波动和闪变的测量[15] (24)2．5．1电压波动的测量 (24)2．5．2电压闪变指标的测量 (25)第三章主要硬件设备介绍 (27)3．1 DSP的介绍 (27)3．1．1 DSP的概念 (27)3．1．2 DSP的组成结构和分类 (27)3．1．3 DSP芯片的选择 (28)3．2 FPGA的介绍 (31)3．2．1 FPGA的概念 (31)3．3 ARM9的介绍 (33)第四章系统的硬件设计 (34)4．1硬件电路总体结构 (34)4．2 模拟量输入级电路 (35)4．2．1 电压输入回路 (35)4．2．2 电流输入回路 (36)4．2．3 模拟抗混叠低通滤波电路的设计 (36)4．3 数据采集以及A/D转换 (36)4．4 开关量输入输出电路 (39)4．5 频率测量电路 (39)4．6 抗干扰设计 (40)第五章系统的软件设计 (41)5．1 软件的总体设计 (41)5．2 DSP单元的软件设计 (42)5．2．1 软件开发环境 (42)5．2．2 软件设计原则 (42)5．2．3 DSP单元主程序流程图 (43)5．3 FPGA单元的软件设计 (43)5．3．1 软件开发环境 (43)5．3．2 FPGA功能实现方式 (44)第六章结论和展望 (46)6．1 结论 (46)6．2 展望 (46)参考文献： (47)致谢 (48)第一章前言1. 1研究电能质量的背景和意义1．1．1本课题的意义电能作为现代社会中最为重要的二次能源，其应用越来越广泛，电力工业的发展程度是衡量一个国家发展水平的重要标志之一。
嵌入式软件在智能电网中的应用与智能化方案智能电网作为现代电力系统的重要组成部分，旨在提高电力系统的可靠性、安全性和效率，实现能源的高效利用和可持续发展。
在智能电网的建设中，嵌入式软件发挥着关键作用。
本文将探讨嵌入式软件在智能电网中的应用以及相关的智能化方案，旨在加深对于智能电网的理解并推动其进一步发展。
一、嵌入式软件在智能电网中的应用1. 智能计量系统智能计量系统是智能电网的核心组成部分之一。
嵌入式软件在智能计量设备中的应用，可以实现电能计量、数据采集、通信等功能。
通过智能计量系统，电力公司可以实时监测用户的用电情况，提供精确的电能计量和消费统计，为用户提供详细的用电数据和账单，进一步提高电力系统的管理和运营效率。
2. 智能配电网监控系统智能配电网监控系统是智能电网中不可或缺的一环。
嵌入式软件在监控终端设备中的应用，可以实现对配电设备状态的远程监测和控制。
通过智能配电网监控系统，电力公司可以及时发现和解决配电设备的故障，提高抢修效率，降低电力事故的发生率，进而提高电力系统的可靠性和安全性。
3. 智能电能管理系统智能电能管理系统是智能电网中的关键组成部分之一。
嵌入式软件在电能管理终端设备中的应用，可以实现对用电负荷、电能质量、能源消耗等数据进行实时监测和分析。
通过智能电能管理系统，用户可以实时了解自己的用电情况，优化用电计划，降低能源消耗，从而实现节能减排的目标。
4. 智能能源储存与管理系统智能能源储存与管理系统是智能电网发展的重要方向之一。
嵌入式软件在能源储存设备中的应用，可以实现能源的智能存储与调度。
通过智能能源储存与管理系统，电力系统可以更加灵活地调度能源，使能源供需达到平衡，提高电网抗灾和恢复能力，进一步提高电力系统的可靠性和稳定性。
二、智能化方案的实施1. 安全性在嵌入式软件的开发过程中，确保软件的安全性是至关重要的。
智能电网涉及到大量的用户用电数据和系统信息，必须保证数据的安全性和隐私性。
基于嵌入式系统的智能电力监测与管理1. 引言随着社会的不断发展和人们对电力需求的增加，电力问题愈发凸显。
传统的电力监测与管理方式已经无法满足现代社会对高效、智能、安全的需求。
因此，基于嵌入式系统的智能电力监测与管理成为了解决这一问题的重要途径。
2. 嵌入式系统概述嵌入式系统是一种集成了硬件和软件的特殊计算机系统，它通常被嵌入到其他设备中。
在智能电力监测与管理中，嵌入式系统可以作为核心处理单元，通过传感器和执行器与电力设备进行连接与交互，实现数据采集、分析和控制。
3. 智能电力监测与管理的必要性智能电力监测与管理可以提供实时的电力使用情况，帮助用户了解电力流向和消耗情况。
通过实时监测，用户可以掌握用电情况，提高用电效率，避免过度负荷和浪费。
此外，智能电力监测与管理还可以及时检测电力设备的故障，提醒用户进行维修和更换，保障设备和人员的安全。
4. 嵌入式智能电力监测与管理系统的设计嵌入式智能电力监测与管理系统的设计需要考虑以下几个方面：4.1 选择合适的传感器和执行器传感器和执行器是嵌入式系统用于感知和控制的关键元件。
在电力监测与管理中，可以选择温度传感器、电压传感器、电流传感器等来实时采集各项参数数据，通过执行器对电力设备进行控制，实现智能化的监测和管理。
4.2 建立稳定的通信连接嵌入式智能电力监测与管理系统需要与云服务器或者本地网络进行通信，将采集到的数据传输到服务器，实现数据的存储、分析和可视化。
因此，需要选择合适的通信模块和协议，确保数据的可靠传输和安全性。
4.3 数据分析和算法优化大量的电力数据需要进行分析和处理，以提取有用的信息和规律。
基于嵌入式系统的智能电力监测与管理系统可以通过算法优化，提高能源利用效率，减少能源浪费。
5. 智能电力监测与管理的应用案例嵌入式系统的智能电力监测与管理已经在许多领域得到应用，例如工业生产、商业建筑和家庭用电管理等。
以家庭用电管理为例，通过安装智能插座、智能电表和智能控制面板等设备，可以实现对家庭电力的实时监测、用电量统计、设备控制和智能分配等功能，提高家庭用电的效率和安全性。
低功耗、高精度、嵌入式电能质量监测分析装置的设计与实现的开题报告摘要：随着工业化和城市化发展的加快，电能质量问题愈加突出，为了保证电力系统的稳定运行，需要进行电能质量监测。
本文提出一种低功耗、高精度、嵌入式电能质量监测分析装置的设计方案。
该方案通过选取合适的电能质量参数、采集电压、电流信号并进行数字信号处理，可以实现对电能质量的实时监测和分析。
同时，设计了一种基于MCU的低功耗硬件平台，将系统功耗降至最低，增强了系统的稳定性和可靠性。
本文将重点阐述该方案的硬件电路设计和软件程序实现，并进行初步实验验证。
关键词：低功耗、高精度、嵌入式、电能质量监测、数字信号处理、MCU一、题目背景电力是现代工业社会的基础能源，电能质量的好坏对电力系统稳定运行和用电质量有着直接关系。
电力系统中存在着许多可能导致电能质量问题的因素，如谐波、电压闪变、电流突变等。
为了实现电力系统的稳定运行和用电质量的保障，对电能质量进行实时监测和分析是必不可少的。
传统的电能质量监测装置通常具有体积大、重量重、功耗高等问题。
同时，监测装置的精度和可靠性也存在着一定的局限性。
随着现代信息技术和电子技术的不断发展，现代的嵌入式技术已经能够实现高精度、低功耗的电能质量监测分析装置。
二、研究目标本文旨在设计一种低功耗、高精度、嵌入式电能质量监测分析装置，用于实时监测并分析电能质量参数，为电力系统的稳定运行和电能质量保障提供技术支持。
具体实现如下：1. 通过选取合适的电能质量参数，如电压、电流、频率、功率因数等，进行实时监测。
2. 采集电压、电流信号，并进行数字信号处理，提取电能质量参数。
3. 设计一种基于MCU的低功耗硬件平台，将系统功耗降至最低，增强系统的稳定性和可靠性。
4. 设计软件程序，实现电能质量参数的计算和分析，并可通过网络实时传输相关数据，便于维护和管理。
5. 进行初步实验验证，分析和评估系统的性能和可靠性。
三、研究内容与方法1. 系统框架设计根据需求，设计低功耗、高精度、嵌入式电能质量监测分析装置的系统框架。
基于嵌入式系统的智能电表设计与开发智能电表是一个集计量与控制功能于一体的高科技产品，它不仅可以实现对电能的精确测量，还可以实现对电能的实时监测、远程管理和智能控制。
随着科技的不断进步，嵌入式系统的应用正在逐渐渗透到各个领域，而基于嵌入式系统的智能电表便是其中之一。
嵌入式系统，顾名思义，是指将计算机系统嵌入到被控制的对象中，以实现特定功能的计算机系统。
而在智能电表中，嵌入式系统扮演着关键的角色。
它负责对电能进行计量，并将计量结果通过通信模块传输至上位机，实现对电能的监测和管理。
在智能电表的设计与开发过程中，首先需要确定电能计量的方式。
传统的电能计量通常采用电流互感器和电压互感器来实现，但是这种方式存在着测量误差较大、运维成本较高等问题。
而基于嵌入式系统的智能电表采用新的计量方式，通过电能采集芯片实现对电能的精确测量，并进行数字化处理，从而提高了测量的准确性和稳定性。
另外，在智能电表的设计与开发过程中，还需要考虑电能数据的存储与传输。
传统的电表通常采用人工读数和纸质记录的方式，这种方式不仅效率低下，而且存在着数据易丢失和篡改的问题。
而基于嵌入式系统的智能电表通过将电能数据存储在闪存芯片中，并通过通信模块与上位机进行数据传输，实时监测和远程管理电能数据，大大提高了数据的安全性和可靠性。
除了计量和传输功能，基于嵌入式系统的智能电表还可以实现智能控制功能。
智能电表可以根据用户的需求和电能的实际情况，灵活地进行电能负荷调控，实现对电能的合理分配和利用。
智能电表还可以实现对电能的远程控制，当用户需要停电或断电时，可以通过上位机对智能电表进行遥控操作，从而实现电能的快速切换和控制。
此外，基于嵌入式系统的智能电表还可以实现对电能消耗情况的实时监测和分析。
通过对电能数据的采集和处理，可以统计出电能的消耗情况，帮助用户了解电能的使用情况，从而实现对电能消耗的管理和控制。
总结起来，基于嵌入式系统的智能电表设计与开发是一个复杂而关键的过程。
《嵌入式电机安全运行监测系统的设计与开发》篇一一、引言在现代工业和家居领域中，电机的使用已成为重要的组成部分。
电机的稳定和安全运行直接影响到设备整体性能和使用者的安全。
为了实现对电机运行的实时监控与故障诊断，提高系统的稳定性和可靠性，我们提出并开发了一种嵌入式电机安全运行监测系统。
本文将围绕此系统的设计、开发与实际应用等方面展开阐述。
二、系统需求分析系统的主要功能是对电机进行安全监测和运行状态的实时显示。
需要包括以下几个方面：电机参数实时检测，包括电压、电流、转速等；实时状态显示，通过图形界面直观展示电机的运行状态；故障诊断与报警，对异常情况进行及时诊断并发出报警信号；系统稳定性与可靠性，保证长时间稳定运行。
三、系统设计1. 硬件设计硬件部分主要包括微控制器、传感器、显示模块等。
微控制器是整个系统的核心，负责接收传感器数据，处理数据并控制显示模块的显示。
传感器用于检测电机的各种参数，如电压、电流、转速等。
显示模块采用图形界面，方便用户直观地了解电机的运行状态。
2. 软件设计软件部分主要包括操作系统、数据采集与处理、故障诊断与报警等模块。
操作系统负责整个系统的运行和控制。
数据采集与处理模块负责从传感器中获取数据并进行处理，提取出有用的信息。
故障诊断与报警模块根据处理后的数据进行分析和判断，当发现异常情况时及时发出报警信号。
四、系统开发1. 开发环境搭建首先需要搭建开发环境，包括硬件平台的选择和软件的配置。
硬件平台的选择要根据实际需求和预算进行考虑，软件配置则包括操作系统、编程环境等。
2. 程序编写与调试程序编写是系统开发的核心环节。
根据系统设计的需求，编写相应的程序代码。
在编写过程中，需要进行多次调试和优化，确保程序的正确性和稳定性。
3. 系统集成与测试系统开发完成后，需要进行系统集成和测试。
测试包括功能测试、性能测试、稳定性测试等，确保系统能够满足实际需求。
五、实际应用与效果嵌入式电机安全运行监测系统在实际应用中取得了良好的效果。
《嵌入式电机安全运行监测系统的设计与开发》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高，电机作为动力装置，其安全、稳定的运行对生产效率至关重要。
为了有效监控电机运行状态，预防因电机故障而引发的安全事故，本文详细探讨了嵌入式电机安全运行监测系统的设计与开发。
二、系统需求分析（一）需求概述系统需实现对电机的实时监控，包括电机的电流、电压、温度等关键参数的监测，以及电机的运行状态和故障预警。
此外，系统还需具备远程监控和故障诊断功能，以方便管理人员及时了解电机运行情况并做出相应处理。
（二）功能需求1. 实时监测：实时监测电机的电流、电压、温度等参数。
2. 故障预警：当电机参数超出正常范围时，系统应能及时发出预警信息。
3. 远程监控：通过互联网实现远程监控，方便管理人员随时了解电机运行情况。
4. 故障诊断：系统应具备故障诊断功能，能对电机故障进行初步判断并提供相应的维修建议。
三、系统设计（一）硬件设计硬件部分主要包括嵌入式处理器、传感器、通信模块等。
嵌入式处理器负责处理传感器采集的数据，并通过通信模块与上位机进行数据传输。
传感器负责实时监测电机的电流、电压、温度等参数。
（二）软件设计软件部分主要包括数据采集、数据处理、故障诊断、人机交互等模块。
数据采集模块负责从传感器中获取电机的实时数据；数据处理模块负责对采集的数据进行分析和处理，判断电机是否处于正常工作状态；故障诊断模块根据处理模块的分析结果，对电机故障进行初步判断；人机交互模块则负责将电机的运行状态和故障信息以图形化界面展示给用户。
四、系统开发（一）开发环境搭建开发环境包括硬件平台和软件开发环境。
硬件平台为嵌入式处理器，软件开发环境包括操作系统、编程语言及开发工具等。
（二）程序编写与调试根据系统设计，编写相应的程序代码。
在程序编写过程中，需注意代码的可读性、可维护性和稳定性。
程序编写完成后，进行调试和测试，确保系统各项功能正常运行。
五、系统实现（一）传感器与硬件的连接与调试将传感器与嵌入式处理器连接，并进行调试，确保传感器能正确采集电机的实时数据。
基于嵌入式系统的电能质量测量分析X郭 磊,冯永刚(内蒙古电力勘测设计院,内蒙古呼和浩特 010020) 摘 要:随着电力工业的发展和用户对供电质量要求的提高,电能质量测量技术面临新的挑战。
文章着重介绍了基于嵌入式平台下的电能质量测量技术。
并对基于嵌入式的电能质量监测技术的发展方向进行了展望。
关键词:嵌入式系统;电能质量;电压闪变 中图分类号:T M711 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)07—0070—02 目前,嵌入式技术已成为仪器仪表的一个重要发展方向。
关于嵌入式系统的定义,一般认为嵌入式系统是指嵌入式计算机及其应用软件,嵌入于各种设备及产品内部的计算机系统。
它体积小,结构紧凑,可作为一个部件埋藏于所控制的装置中,提供用户接口、管理有关信息的输入输出、监控设备工作,完成信号控制功能,使设备及应用系统具有较高的智能和性价比。
因此特别适合于要求实时和多任务的系统。
本文基于嵌入式技术,研制了一种新型电能质量监测装置,该装置采用L c/os系统开发管理软件,采用DSP芯片负责数据采样和电能质量检查算法[10],采用AR M芯片执行数据管理、人机交互和对外通信,可以实时、全面、高精度监测和管理电能质量参数。
本装置可以当作独立的电能质量监测系统,也可作为广域电能质量监测系统的前端系统。
1 嵌入式系统的组成1.1 硬件平台嵌入式系统的硬件部分包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。
本系统应用嵌入式技术,采用模块化设计方案,主要由三个层次系统构成,包括:前端数据采集和运算、中间层的数据管理和远程P C机进行实时统计分析和管理,总体结构如图1所示。
利用HP I总线连接方式组成MCU+DSP嵌入式系统。
图1 硬件结构数据采集系统:位于整个系统的底层,本项目采用高速16位A/D转换器对各相电流、电压进行高速实时采集,由DSP处理器完成各项电能指标的分析计算、存储和上传。
嵌入式电能计量装置运行状态智能分析系统设计毕业论文目录1 绪论 (4)1.1 电能计量装置概况及其发展 (4)1.2 嵌入式简介 (5)2 电能计量原理 (5)2.1 电能的基本计算 (6)2.2 有功功率的计算 (6)2.3 无功功率的计算 (7)2.4更正系数的计算 (8)2.5退补电量计算 (9)3 单相及三相电路接线分析 (11)3.1 单相及三相电路接线分析 (11)3.2 三相三线 (14)3.3 三相四线 (17)3.4 小结 (19)4 系统设计与分析 (19)4.1 系统设计目标 (20)4.2系统硬件分析 (20)4.3系统软件分析 (25)4.4 小结 (28)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)1 绪论1. 1 电能计量装置概况及其发展1.1.1 电能计量装置概念电能计量装置即电力系统中的发电厂、供电企业、用电户三者之间对电能进行计量及贸易结算的装置，主要有：计量用电流互感器、电压互感器、电能表、互感器与电能表之间的二次回路。
其配套的附属部件包括试验接线盒、失压断流计时仪、铅封、电能计量箱 (柜)、电能量集抄设备[1]。
电能计量装置是电力市场中作为电能量贸易结算依据，是发电厂用于计量厂用电量依据，供电公司用于测量每条线路的实际线损，工农业客户用于核算产品的电能成本，各单位用于计量下属部门的分电量[2]。
目前对电能计量装置的检查，相关部门单位通常采用相序表、计量用的电流（压）表等获得相关电参量的信息，再通过相关人员的研究分析得出有关错误接线的结论，不但浪费大量时间，而且还容易产生不必要的问题。
当前能进行接线错误判断的相关设备很少，这对于满足系统正常运行状态的检测来说是不足的。
本系统统采用电能计量专用芯片ATT7022A（高精度三相电能专用计量芯片）采集电参量，并通过SPI（同步串行外设接口）总线与ARM 嵌入式系统进行通信，通过高性能的嵌入式芯片对电参量进行分析工作，判断出故障的类型[3]。
电能计量装置的核心在于怎样正确的测量互感器的接线，并且能够快速准确的识别互感器二次端子与电能表之间连接的正确性以及计算退补电量，现前电力部门首先通过相序表、电能表现场校验仪、电流（压）表、测量出必需的电参量，再由人工分析得出错误结果，这样不仅耗时费力，而且还容易出错[4]。
针对电能计量装置故障检测困难的现象，本论文设计了以利用S3C2410A芯片(Samsung公司基于ARM公司的ARM920T处理器核 )为核心的电能计量装置，阐述了该系统的设计优点、功能优势。
该系统不但可以实现对电能计量装置接线类型的正确识别，还可以进行更正系数进行计算以及退补电量的计算，并将信息联至互联网，并对信息进行网上综合管理。
1.1.2 电能计量装置的发展一、电能计量装置的发展-电能表的发展。
1、感应式电能表的发展：我国电能计量装置的情况是在20世纪50-70年代都是在研究交流感应式的电能表，并随着时代的发展，电能表的上下轴承问题，有单宝石改为双宝石。
再改为磁推轴承等措施来提高电能表的稳定性，从而提高电能表的负荷电流和过负荷能力，达到电能表的长寿命要求。
2、电子式和机电一体式电能表的发展：80-90年代验研制半电子式电能表和全电子式电能表半电子式电能表就是机电一体式电能表。
现在我们基本是采用全电子表。
3、智能电能表的发展：为深入贯彻落实国家电网公司“集团化运作、集约化发展、精细化管理、标准化建设”的管理要求，满足电能信息采集和智能电网建设的需要，提高电能表规化、标准化管理水平，2007年左右提出了智能电能表的概念，原理还是电子表的原理。
二、电能计量装置的发展-互感器的发展。
1、电磁式电流互感器和电压互感器在电保护和电测量中占有主导地位，但是电磁式互感器不仅体积与质量增大、价格上升，而且防爆困难、安全系数下降：铁芯结构且频带很窄，在磁饱和时二次信号波形易发生畸变，导致继电器误动作和计量失准；2、电容式电压互感器：其以价格低、组装方便而广泛应用。
但其对准确度测试条件的要求十分严格，目前国产电容式电压互感器只能作为供电量计量用，不宜作售电量计量用。
3、霍尔式互感器：相关电路在加以霍尔元件后，使互感器具有小体积、高精度的优势，对于电流，电压的测量带来很大的便利。
但该种类的互感器采用铁心结构，不可避免的带来磁饱和的问题。
4、电子式互感器：由于近年来光电子技术的发展，研究人员又开发出一种结构简单、高性价比、宽输出围的无铁芯式的电子式互感器。
1.2 嵌入式简介IEEE（国际电气和电子工程师协会）对嵌入式系统的定义：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。
简单地讲，嵌入式系统是一种用于控制、检测或协助特定机器和设备正常运装的计算机。
它通常由嵌入式处理器，硬件设备和系统软件。
其中，前者是嵌入式系统的核心部件[5][6][7][8]。
嵌入式系统发展主要经历了四个阶段：无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段和面向Internet阶段，其微处理器先后经历了从最初的4位到现如今的64位，性能得到很大的提高！嵌入式系统具有如下四个特性：（1）执行特定的功能；（2）以微处理器及外围设备为核心；（3）时序严格、稳定性要求高；（4）全自动操作。
2 电能计量原理本系统主要功能包括电压、电流互感器极性的检查、互感器断线的检测、单相接线方式的判别、三相三线（四线）连接组别检查、错误接线时的更正系数计算、退补电量计算、条码扫描、打印及辅助计算等。
其中如何判断计量装置接线方式是本系统的主要功能。
2.1 电能的基本计算电能的计量通常根据如下公式来实现，即：⎰⎰==)()()()(t i t u dt t P t W （2.1）其中，W(t)， p(t)，u(t)， i(t)分别为电能值，瞬时功率，瞬时电压，瞬时电流，通过上式，不难发现，电能的计算即为功率与时间值的成绩，因此，电能的计算可通过对功率的计算来得以实现。
2.2 有功功率的计算对于有功功率，通常将有功功率有单相和三相之分，其中三相有功功率还分为三相三线制有功功率和三相四线制有功功率。
1、单相有功功率计算：ϕcos UI P = （2.2） ⎰=Pdt E （2.3） 式中，P 为有功功率，U 为电压的有效值，I 为电流的有效值，ϕ为功率因素角，E 代表电能。
2、三相三线制有功功率的计算：)]30cos()30[cos(0011ϕϕ-++=I U P （2.4）当三相对称时，则有)]cos(30)[cos(30I U P 0011ϕϕ-++= ϕcos *30cos *2011I U =ϕcos 311I U = （2.5)二表法向量图:图2.1三相三线制电路有功功率向量图3、三相四线制电路的有功功率的计算：三相四线电路可看成由三个单相电路组成，所以总的电能为各相电能之和。
因为电能与功率仅差一个时间因子，所以为方便起见，以下用功率表示单位时间的电能。
c c c b b b a a a cos I U cos I U cos I U P ϕϕϕ++= (2.6)当三相四线制电路完全对称时，三相功率为:c c c b b b a a a cos I U cos I U cos I U P ϕϕϕ++=ϕcos I 3U P P = (2.7)二表法向量图：图2.2三相四线制有功功率计算向量图 2.3 无功功率的计算1、单相交流电路无功功率的计算：ϕUIsin Q = （2.8）2、三相四线制电路无功电能的计算：c c c b b b a a a sin I U sin I U sin I U Q ϕϕϕ++= （2.9）3、三相电路完全对称时无功功率的计算： ϕsin I U 3Q l l = （2.10）4、在三相四线制无功电能测量中，最常用的就是90º无功电能表，利用90º移相法进行电能测量，如图2.3所示：a U .c U .c i B图2.3 90º移相法无功电能测量原理图5、设 )sin(ωi I i(t)sin ωin U u(t)m m ϕ-==经90°移相后，加到有功测量单元上。
如图)sin()(t t u ω=，无功功率)90UIcos(Q ϕ+-= ϕUIsin =。
这种方法，常用于电子式电能表和标准电能中。
2.4更正系数的计算更正系数G 的定义为：更正系数G 是在同一功率因数下，电能表正确接线方式下的计量电能量W 与错误接线方式下计量电能量的电能值W'之比，即：'W的计电能表错误接线方式下W 的计电能表正确接线方式下G 更正系数量电能量电能= （2.11） 若正确计量功率记为Right P _，错误计量功率记为Wrong P _ ，错误接线时间记为t ，则W=P_ Right×t，W’=P_Wrong×t。
则更正系数P_WrongP_Right t P_Wrong t P_Right W'W G =⨯⨯== （2.12） 即更正系数为接线正确情况下的功率与接线错误情况下的功率之比。
式（2.12）中W 为正确接线时的真实电能量（一个抄表期）；W’是发生故障接线时的虚假电量，可由本月与上月抄见量之差得到，若电表的铝盘反转，W 则为负。
此时的G 为真实电量与虚假电量的倍数之比。
一般来讲，可由在故障接线的情况下，电压与电电流之间的向量图得出Right P _，从而求出G ，即Wrong P Right P G __=。
若知道G 的值就可以由此得出正确电量，即P_Wrong P_Right ('⨯-==上月抄见数）本月抄见数G W W ，该公式表明通过更正系数K ，求出用户所用的真实电量W ，还原事物的本来面目。
正确计量方式下P_ Right 是固定不变的，主要分为如下几种情况：（1）单相电能表计量ϕcos _UI right P =（2）三相三线两元件电能表计量ϕcos 线I 线U3P_Right ⨯= （3）三相四线三元件电能表计量ϕcos 线I 线3U P_Right = 当发生错误接线时，电能表所记录的功率P_ Wong 可先按元件计算，每一个元件的功率为实际所接的电压、电流以及电压与电流夹角的余弦值的乘积，将所有元件功率相加即可得到总功率。
用户用的真实电量始终为正，此外还有一下规律：(1) G>l ，少计电量，表慢(2) G=1，计量正确，(3) 0<G<1，多计电量，表快(4) G<0，表反转，(5) G 为无穷大或者G 为无穷小时就不能用K W W '=来计算实际功率了，此时用故障日数用电日数量换表后至抄表时期用电用电量原表正常时期一个月的⨯+=230W （2.13） 2.5退补电量计算当电能计量装置接线有错误时，必然会出现多计、少计或不计电量的问题。
