P430MCU发送消息，通知MCU读取这些数据。ESP模块可以测量的各电表参数包括有功电能、无功电能、电流、电压、频率和功率因子等，例如实际有功功率P和电量W的计算如公式（1）、（2），计量原理流程图见图6。

repower――MCU从ESP结果返回寄存器中读出的有功功率数字；

KI1――电流修正系数；

KV1――电压修正系数；

N――单位时间（秒）内测量次数，一般为1～2;

M――电能积分时间

1.4通信接口设计

数据通信方式主要有并行数据通信与串行数据通信两种。考虑到串行数据通信只需要一对数据传送线进行信息的传送，所需传输线条数极少，传送成本较低，特别适用于分级、分层和分布式控制系统以及远距离通信之中，故本设计选择串行数据通信。RS-232C接口电路是最常用的接口之一，缺点是只能用于短距离的数据通信。RS-485接口在总线上允许连接多达128个收发器，具有良好的抗噪声干扰性、长的传输距离和多站能力等优点，在此我们选用RS-485接口作为控电终端的通信接口。由于普通个人计算机一般配的是RS232接口，因此需要通过RS485/RS232转换器来实现串行数据变换，所选转换器内部使用的RS485接口芯片是MAX3491，为了完全配套，在本系统中亦采用MAX3491芯片作为通信收发器。单片机可以通过RS485总线方式与主控计算机相连，主控计算机可以向智能电表发出遥控指令，采集到当前的电量数据和历史数据,构成了主从式的RS485通信应用系统。MAX3491主要指标为 3V至 3.6V,电源工作工作电流1mA，驱动60Ω负载时，值峰值电流可达I3=3V/60=50mA。

MAX3491与MSP430FE425接口电路如图4所示。图中DE为发送器使能端,DE为1时发送器可以工作。DI为输入端,A、B为输出端。当DE为0时，发送器停止工作，且输出端为高阻。为输入使能端，为0时允许接收器工作,A、B为输入端,RO为输出端；为1时接收器被禁止，,RO为高阻状态。MSP430通过P1.0和P1.1来控制收发器的工作状态，从而达到与主机通信的目的。

2软件程序设计

2.1软件设计思想

控电终端的软件主要是实现电量数据采集和处理，并通过RS485接口实现与宿舍管理中心系统软件的数据交换，MSP430系列是一种具有集成度高、功能丰富、功耗低等技术特点的16位单片机，它可用C语言来完成程序设计，大大提高了开发调试的工作效率；同时用C语言所产生的文档资料也容易理解，便于移植；适用于MSP430系列的C语言，与标准C语言兼容程度高，本例中采用AQ430软件开发。在系统的软件设计中，采用模块化设计方法，使得程序结构清晰，便于今后进一步扩展系统的功能。宿舍中心计算机的软件由开发工具VisualBasic语言和Access数据库开发，基本功能有设置电量、查询、统计、打印、电表参数设置和报警等，如配置读卡器，则可增加预缴费和余量退费功能。

2.2控电终端系统设计

控电终端主程序框图如图5所示，其中主要模块功能说明如下。

通信模块的功能是按照通讯规约实现与宿舍管理中心计算机可靠通信，由中心计算机系统读取用户电量数据和设置时段、费率、恶性负载和限电等电表参数。

显示模块的功能是显示用户的峰、平、谷、总电量及时间、上月电量等信息。

恶性负载识别、限电程序的功能是对用户用电状况分时、限量进行监控，当发现电流激增量或总电流超过设定参数的时候，进行短时断电处理，然后送电，如果连续N次（N为设定参数）还没有撤销恶性负载则报告宿舍中心计算机并停电；另外根据时段特别供电，比如夏天晚上供电只能达到电风扇用电的电量，时段根据作息时间表来划分，每个时段都可以设定不同的用电参数。

图6ESP一次测量流程

电量处理程序的功能是初始化化并启动ESP进行测量，由当ESP模块产生中断时，MCU转入到此电量中断处理程序，读出ESP状态寄存器和各电表参数，然后利用电路常数对相应的电表参数进行修正，得到真实的测量值，结合当前时段和费率，累计用户峰、平、谷各时段的实际用电量，电量可直接存入Flash存储器，也可以存入计算机中心。ESP测量流程如下图5所示。

3结束语

智能控电系统作为一个智能型用电管理系统,十分适用于例如高校宿舍的集中式管理,配合适当的通讯规约，可以方便的与管理中心计算机接口构成监控管理网络。本设计方案采用低功耗器件,成本较低,便于集成，可靠性高。经过试验,本文所设计的电能表的各项技术指标均达到国家电能表的技术标准,具有一定的推广价值和较好的市场前景。

参考文献

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[2]吴业兰等.MSP430单片机在智能卡水表中的应用[J].北京工商大学学报,2005,4.

[3]秦龙.MSP430单片机应用系统开发典型实例[M].北京:中国电力出版社,2005.

[4]杭州利尔达单片机技术有限公司资料.MSP430FE42X单相多功能防窃电电表方案.

[5]德州仪器公司.RS-485在电表中的应用[J].电子产品世界,2002,6.

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