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基于STM32单片机的智能电表无线WIFI插座APP电压电流检测方案原理图程序设计

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硬件电路的设计
3.1系统的功能分析及体系结构设计
3.1.1系统功能分析
本设计由STM32单片机核心板电路+交流电压电流检测模块电路+WIFI模块电路+指示灯电路组成。
1、通过电压互感器TV1005M和电流互感器TA1005M分别检测交流电压和交流电流值,
2、手机APP和WiFi模块互联后,可以实时显示交流电压、交流电流、功率和电量实时显示在手机上。
3、当功率超过200W时,继电器自动断开。功率不超过200W时,可以手动控制继电器的开关。
4、手机和WiFi模块连接后,手机上显示计时时间。
名称:AUAISOUT000
IP及端口号:10.10.10.11:8080




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沙发
发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:08 | 只看该作者
接受内容:
V:123A:12345P:1234567Q:1234567.89T:123R:1
说明:(只增加R部分命令及发送内容,其他未变动)
V:123 表示123V交流电压 字符5个长度不变 如12V 表示V:012
A:12345 表示12.345A交流电流
P:1234567 表示1234.567W 瞬时功率 即缩小1000倍
Q:1234567.89 表示1.23456789 度 缩小1000000倍 因为度的单位比较大kwh
T:1234 表示1234S 单片机设备运行时间
R:1 表示继电器接通 供电中 0表示断开即过载

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板凳
发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:08 | 只看该作者
发送内容:*或者# #断开供电 *接通供电。
3.1.2系统总体结构
本系统具体框图如下图所示:

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地板
发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:08 | 只看该作者
原理图:

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5
发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:08 | 只看该作者
ESP8266WIFI模块电路设计电路设计
串口WIFI模块是新一代嵌入式WiFi模块,体积小,功耗低。采用UART接口。串口wifi模块是基于通用串行接口特性,符合IEEE802.11 协议栈网络标准,内置TCP/IP协议栈,使传统串口设备更好的加入无线网络。
ESP8266是一款超低功耗的模块,拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术,专为移动设备和互联网的应用设计,可将用户的物理设备连接到WIFI无线网络上,进行互联网或局域网通信,实现联网功能。

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6
发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:08 | 只看该作者
ESP8266可广泛应用于智能电网、智能交通、智能家具、手持设备、工业控制等领域。WiFi模块电路图如下图所示。

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7
发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:09 | 只看该作者
TV、TA-1005-1M交流电压电流互感器模块电路设计
本交流电流互感器模块型号为TV1005-1M。本交流电流互感器模块型号为TA1005M。

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8
发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:09 | 只看该作者
电压互感器介绍
电压互感器和变压器类似,是用来变换线路上的电压的仪器。电压互感器变换电压的目的,主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电,用来测量线路的电压、功率和电能,或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器,因此电压互感器的容量很小,一般都只有几伏安、几十伏安,最大也不超过一千伏安。特点是容量很小且比较恒定,正常运行时接近于空载状态

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9
发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:09 | 只看该作者
它也有两个绕组,一个叫一次绕组,一个叫二次绕组。两个绕组都装在或绕在铁心上。两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有绝缘,使两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有电气隔离。电压互感器在运行时,一次绕组N1并联接在线路上,二次绕组N2并联接仪表或继电器。因此在测量高压线路上的电压时,尽管一次电压很高,但二次却是低压的,可以确保操作人员和仪表的安全。

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发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:09 | 只看该作者
电压互感器本身的阻抗很小,一旦副边发生短路,电流将急剧增长而烧毁线圈。因此,电压互感器的原边接有熔断器,副边可靠接地,以免原、副边绝缘损毁时,副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。
线路上为什么需要变换电压呢?这是因为根据发电、输电和用电的不同情况,线路上的电压大小不一,而且相差悬殊,有的是低压220V和380V,有的是高压几万伏甚至几十万伏。要直接测量这些低压和高压电压,就需要根据线路电压的大小,制作相应的低压和高压的电压表和其他仪表和继电器。这样不仅会给仪表制作带来很大困难,而且更主要的是,要直接制作高压仪表,直接在高压线路上测量电压,那是不可能的,而且也是绝对不允许的。

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11
发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:09 | 只看该作者
模块特点
(1)体积小,精度高;印刷线路板直接焊接安装,使用方便,外形美观。
(2)全封闭,机械和耐环境性能好,电压隔离能力强,安全可靠。

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12
发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:10 | 只看该作者
二、使用环境条件:
(1)环境温度:-55℃~+85℃;
(2)相对湿度:温度为40℃时不大于90%;
(3)大气压力:8601060mbar(约为650800mmHg)。

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发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:10 | 只看该作者
三、工作频率范围:20Hz~20kHz。

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发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:10 | 只看该作者
四、绝缘耐热等级:F级(155℃)。

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发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:10 | 只看该作者
五、安全特性:
(1)绝缘电阻:常态时大于1000MΩ;
(2)抗电强度:可承受工频2000V50Hz /1分钟;
(3)阻燃性:符合UL94-Vo级。

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发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:10 | 只看该作者
六、输入电压:≤1000Vac

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发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:10 | 只看该作者
系统软件设计

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发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:10 | 只看该作者
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "lcd.h"
#include "adc.h"
#include <stdio.h>
#include "timer.h"

//ALIENTEK Mini STM32开发板范例代码15
//ADC实验  
//技术支持:www.openedv.com
//广州市星翼电子科技有限公司

//char tabDataV[5];//打印电压数组
//char tabDataA[7];//打印电流数组
//char tabDataP[9];//打印功率数组
//char tabDataQ[12];//打印电量数组
//char tabDataT[6];//打印时间数组
char tabData[42];//打印时间数组

unsigned int ACcurrent;                //市电电流
unsigned int ACvolt;                //市电电压
unsigned long PowerWt=0;//功率
float PowerQd=0;//功率
unsigned char relayFlag=1;
int main(void)
{
        u16 adcx;
        float temp;
        delay_init();                     //延时函数初始化          
        uart_init(9600);                 //串口初始化为115200
  TIM3_Int_Init(499,7199);//50ms           
        LED_Init();                                  //初始化与LED连接的硬件接口
  LED0=0;
        Adc_Init();                                  //ADC初始化            

        RELAY=1; //继电器打开
        relayFlag=1;        //继电器状态标识
        delay_ms(4000);
       
        printf("AT+CIPMUX=1\r\n");                   //允许链接
        delay_ms(1000);
        printf("AT+CIPSERVER=1,8080\r\n");           //创建端口号8080
        delay_ms(1000);
        while(1)
        {
                adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10);// PA1 交流电压检测口 ad转换10次求平均值
                temp=(float)adcx*(3.3/4096);
                ACvolt=(unsigned int)(temp*303);//*303 互感器计算获取 以及1K电阻 用示波器检测校准得到
                if(ACvolt<15) ACvolt=0;
               
                adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_2,10);        // PA2                                                       求平均值
                temp=(float)adcx*(3.3/4096);
                if(temp>0.02)
                {
                        ACcurrent=(unsigned int)((temp-0.02)*3100);//*3950 互感器计算获取扩大1000倍 以及1K电阻 用示波器检测校准得到 0.02去除波动 防止误判断
                }
                else
                {
                                ACcurrent=0;
                }
                if(ACcurrent<50)ACcurrent=0;//滤除电流
                PowerWt=ACvolt*ACcurrent;                 //功率
               
                if(dealFlag==1)//处理标志
                {
                        dealFlag=0;
                        PowerQd=(float)PowerWt*1/60.0/60.0+PowerQd;        //累计电量 1表示1s 因为电流扩大了1000倍 因此该处也扩大了1000倍 且此处功率单位为W 除以1000为千瓦 结果为度 1度=1千瓦时
                }
               
                if(times>=9999)
                {times=0;}
               
                if(PowerWt/1000>200)
                {       
                        RELAY=0;                        //关闭继电器
                        relayFlag=0;
                }               

                sprintf(tabData,"V:%03dA:%05dP:%07luQ:%010.2fT:%04dR:1",ACvolt,ACcurrent,PowerWt,PowerQd,times);               
//                sprintf(tabDataA,"A:%05d",ACcurrent);//电流
//                sprintf(tabDataP,"P:%07lu",PowerWt);//功率
//                sprintf(tabDataQ,"Q:%010.2f",PowerQd);//电量                       
//                sprintf(tabDataT,"T:%04d",times);//时间
                if(relayFlag==1)
                {sprintf(tabData,"V:%03dA:%05dP:%07luQ:%010.2fT:%04dR:1",ACvolt,ACcurrent,PowerWt,PowerQd,times);                }//打印数据
                else
                {sprintf(tabData,"V:%03dA:%05dP:%07luQ:%010.2fT:%04dR:0",ACvolt,ACcurrent,PowerWt,PowerQd,times);                }//打印数据
       
               
                printf("AT+CIPSEND=0,42\r\n");                //发送固定字节数据的at命令
                delay_ms(200);
                printf(tabData);                                        //发送数据
                delay_ms(200);

                LED0=!LED0;                //数据发送       
                delay_ms(200);                //延时
        }                                                                                            
}       

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发给她更好fh|  楼主 | 2023-8-27 17:11 | 只看该作者
链接:https://pan.baidu.com/s/1gNrn3SM3iHgstS0Ly1P7AQ
提取码:4xgh

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公羊子丹| | 2024-9-16 07:17 | 只看该作者

应在操作时间内将胶料灌注完毕,否则影响流平

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