摘要 针对现在各地用电及收费办理不便利的问题，文中研讨了根据ARM和以太网的长途电参数丈量技能。该技能首要用于对电参数的收集和存贮。主操控器选用32位的ARM微处理器STM32F103V，接口硬件规划合作上位机显现电参数。上位机选用LabVIEW的DataSocket枝术编写完结显现功用。通过上下位机的结合，完结电能的计量，从而便利收费办理。
关键词 ARM;以太网;电参数;SPI;LabVIEW;DataSocket
跟着人们用电办理方式逐渐、向着愈加智能、高效和网络化的改进。文中结合网络技能，选用高性能的以太网操控芯片W5100，运用专用的电能计量芯片CS5460A研讨了电参数的长途传输。通过W5100嵌入以太网，能够完结数据的长途传输，有用地将经CS5460A收集的电流值、电压值及功率值传送至PC，较好地完结了电能计量和收费办理。
1 体系整体方案规划
规划选用Cirrus Logic公司专用的电能计量芯片CS5460A、WIZnet公司出产的以太网操控器W5100、ST公司推出的STM32F103V作为CPU，以及LCD显现、网络变压器911105A、RJ45接口等。体系框图如图1所示。
2 体系硬件规划
2.1 W5100及CS5460A
W5100是一款多功用的单片网络接口芯片，内部集成10/100以太网操控器，首要应用于高集成、高安稳、低成本的嵌入式体系中，能够完结没有操作体系的Internet衔接。W5100内部集成了全硬件的且通过多年实践验证的TCP/IP协议栈，一起内部还集成有16 kB存储器用于数据传输。
CS5460A是一个包括两个△∑模数转化器(ADC)、功率核算功用、电能到频率转化器、高速电能核算功用和一个串行接口的高度集成的△∑模数转化器。它能够准确丈量瞬时电压，电流和核算有功电能、无功功率、瞬时功率、IRMS、VRMS，用于研制开发单相、2线和3线电表。为便于与外部操控器间的信号传输，CS5460A集成有一个简略的三线穿行接口，该串口与SPITM兼容。
2.2 前端调度电路规划
运用互感器与精细电阻网络组成的调度电路，将电压和电流转化成为芯片能够承受的小电压、电流信号，该方案规划简略、精度高，且完结了芯片与电网阻隔，确保了芯片的安全，硬件电路如图2所示。
2.3 数据丈量及收集
2.3.1 电流和电压丈量
CS5460A能够运用电压互感器或安排比较大的分压电阻丈量电压，运用价格比较低的电流互感器或分流器丈量电流。
CS5460A具有功率核算引擎和电能-脉冲转化双通道ADC。电压通道输入引脚VIN±，两头输入一电压信号波，经10倍增益扩大器扩大，再通过2 nd△∑调制数字化。一起，电流通道输入引脚IIN±两头输入一电压信号波，为习惯不同电平的输入电压，电流通道集成有一个增益可编程扩大器(PGA)，使输入电平量程可选为±250 m VRMS或±50 m VRMS。通过4th△∑调制器来数字化。两个调制器的采样速率为MCLK/8。
两个通道都供给了一个可选的高通滤波器，参加信号通路，以在VRMS/IRMS有功功率之前除掉电流电压信号中的直流成分。
数字滤波器输入字是根据DC偏移量调整和增益校准。校准后丈量的瞬时电压，电流是有用的。RMS值是运用最近的N格瞬态电压/电流采样值核算，这些值能够从IRMS和VRMS寄存器中读出
2.3.2 功率丈量
由电功率的根本界说可知：电功率等于电压与电流的乘积
P=I×U (2)
式中，P为电功率;I为电流;U为电压。
现在对电功率丈量的办法有指针式功率表丈量法和模拟乘法器丈量法两种。
指针式丈量法丈量简略、频率响应低、精度低，且低功率因数的功率丈量表价格较高。模拟乘法器丈量法：选用专用的集成芯片进行丈量，精度高但整个外表价格较高。由电功率的界说可知，以模拟量表明的电路耗费的功率为
式中，u，i别离为瞬时值;T为累积时刻。为使电压、电流信号能被STM32体系接纳，有必要对其进行采样，以离散量表明的电功率的表达式为
其间，△t为采样间隔时刻;N为采样总次数;uk、ik为某一瞬时电压和电流的采样值。采样的值有必要通过量化，即转化为数字信号才干被核算机接纳，采样和量化的进程即为A/D转化的进程。
别的，瞬时电压/电流的采样数据相乘，得到瞬时功率。N个瞬时功率均匀核算出有功功率的值来驱动电能脉冲输出。
视在功率
S=VRMS×IRMS (5)
通过对数据的丈量和核算，把所得到的IRMS、VRMS，电流、电压或电能的瞬时值别离写入不同的数据寄存器，等候主操控器STM32的读取。
3 通讯接口的软件规划
上位机的软件规划部分，选用LabVIEW的DataSocket技能编写，DataSocket能便利地完结测验中止和现场仪器之间的数据交换，一起满意时实施、安全性的目标要求。体系软件流程图如图3所示。
3.1 客户端接纳服务器宣布的数据
