智能电网智能微型断路器(源码)
随着现代化社会和科学技术水平的不断进步，人们生活的水平得到了非常显著的提高，智能电网必然会成为是电网未来发展的主要目标。而断路器在电网中具有非常重要的作用，是电网中重要的控制元件。智能断路器必然会在智能电网的发展中发挥着十分重要的作用。设计开发一款智能断路器在发展智能电网的过程中具有重要的意义。本文设计的智能断路器使用的核心处理器是STC89C52单片机，作为智能断路器的核心。而对于电路中的电流和电压信号信号的采集使用了交流电流互感器和交流电压互感器，采集好电流和电压后经过放大处理进入PCF8591电路中进行AD转换。单片机对采集到的电流和电压数据进行运算处理，在LCD1602液晶显示屏上将电流、电压和功率显示出来，方便人们了解当前电网的情况。假如智能断路器检测到电路中的的信号超过我们设定的安全范围时，单片机对继电器进行控制使电路断开，停止电路的供电，保护电路和用电器。同时蜂鸣器鸣叫发出警报，提示维修人员进行检测维修。为了能够对智能断路器进行远程监控，本智能断路器还能通过串口通信将断路器当前的信息参数传输到PC上。关键词 智能断路器，STC89C52，串口通信
目录
1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 课题设计内容 2
1.3 本设计的主要任务 2
2 断路器的硬件设计 4
2.1 单片机系统 4
2.2 电压、电流检测 6
2.3 A/D转换模块 8
2.4 显示模块 9
2.5 控制装置 10
2.6 电源 11
2.7 通信模块 12
3 断路器的软件设计 13
3.1软件设计总体方案 13
3.2 初始化子程序 14
3.3 AD转换子程序 16
3.4 LCD显示子程序 16
3.5 故障保护子程序 19
3.6 通讯子程序 20
4 调试 22
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 绪论
近年来随着信息化社会的高速发展，科技水平不断提高，人们的生活水平得到了十分显著地提高。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
计算机、通信、自动化技术得到了非常显著的发展，并且在人们的生活中得到了广泛的应用。同时人们对生活提出了新的要求：家庭生活要更加舒适与便利。智能、科技与时尚的生活将是未来大众群体的主流趋势。这使得当前的电力提供已经逐渐开始不能达到人们的要求了，人们对电网也提出了更加严格的标准。这时候智能电网出现了，智能电网让电网实现了智能化，对电网实现了升级。智能电网利用对先进的传感和测量技术、设备技术、控制技术和决策支持系统，让电网变得更加的安全、可靠、经济和高效。极大的解决了人们日益增大的电量需求和对电能质量的要求。所以未来电网的发展必定将会以智能电网作为主要的发展方向。
智能断路器在智能电网中具备有十分重要的意义，它是智能电网的重要组成部分，是智能电网中最重要的操控单元。在电网中通常负责接通、承载、分断电路并且转换电能，实现对电路进行断电、供电、转换电路的功能。当电网中出现如电流过大、电压过大或过小、电路断路等不正常的故障状态时，断路器可以自行把负载电路从电网中断开，防止事故范围扩大，导致操作人员的安全和电力设备的运作受到伤害。而作为智能电网的构成，智能断路器不单单能够进行调控和保护，还应该能够对电路进行检测和管理，并且能够进行通信，实现智能化。
1.1 课题背景及意义
改革开放以来，社会经济得到了十分迅速的发展，人们对生活提出了也越来越高的要求，同时人们对电力消费的需求也与越来越大。而伴随着现代智能技术的高速发展，智能化成为了科技研究的方向，电网同样也朝着智能化的趋势不断前进。
在2003年，“智能电网”这词由美国电力研究院命名，并对美国未来电网系统做出了全面的设想与计划，确定了研发阶段的工作目标。而自从2009年我国提出“智能电网”的发展计划以来，我国对智能电网相关的技术进行了大量的实践研究。现如今，我国的输电技术在国际上处于先进地位，而切我国也正在对配用电领域的智能化进行积极的研究和探索。我国的智能电网研究发展虽然已经得到了巨大的发展，但是我国在智能电网的发展上依然需要继续努力。
传统的断路器通过对电磁效应和热效应等效应的运用，使机械系统的进行动作，达到保护电路的目的。比如当电路短路时，电路的电流会瞬间增大，大电流会产生较大的磁场，这个磁场克服掉反力弹簧的作用，使断路器的脱钩器进行动作，开关马上跳闸，电路断开。而当电路过载时，电流变大，发热量同样也变大，金属片受热变形推动机壳开关动作，电路断开。虽然传统的断路器也能够实现对电路的保护，但是传统的断路器体积较大，也容易受到外界环境的影响。
要发展智能电网就要实现断路器的自动化和智能化，智能电网对断路器的智能化和自动化提出了测量、控制、保护等方面的要求，智能化的智能断路器必然是未来断路器发展的目标和方向。
智能断路器不单单拥有短路、过载保护等传统断路器拥有的功能，还能将电路中的电流、电压等参数进行实时显示，让人们能够通过智能断路器显示的参数直观的了解当前电路处于的状态。同时智能断路器将这些参数进行上传通讯，让人们在远程也能对断路器进行监控，方便人们的管理。智能断路器进行了数字化、模块化和系统化的开发。使得智能断路器相对于传统的断路器体积也更小、重量更轻、适用的范围也更大。智能断路器的性能及可靠性相对于传统断路器得到了非常大的提升。智能断路器的应用使得电器设备向智能化发展，同样也对促进智能电网的发展发挥了十分重要的作用。
1.2 课题设计内容
智能断路器主要由数据采集、微处理器和控制装置三个基本模块组成。
微处理器模块是智能断路器的核心，相当于智能断路器的“大脑”，负责对断路器的各个部分进行控制。它能根据数据采集模块采集到的电网信息识别断路器所处电网的状态，对执行单位发出控制信息。数据采集模块的作用是把电网的数据进行采集并且转换为数字信号，然后传递给微处理器模块进行处理分析，是智能断路器的“眼睛”。控制模块则负责接收微处理器模块发出的控制信号，驱动执行部件达到控制断路器的目的，是智能断路器的“手”。这三个基本模块共同构成了智能断路器的基础功能。除此以外，我们还可以根据实际的需要加装各种功能模块，让智能断路器的智能化功能更加完善，比如显示模块和通讯模块。显示模块负责将电路当前的电压、电流等信息显示出来，方便人们了解当前电路的状态。而通讯模块的作用就是实现智能断路器远程通讯，让人们即使不在断路器旁边也能够了解电路当前的状态，极大地方便了人们对电网的管理。
1.3 本设计的主要任务
本次设计使用了STC89C52单片机作为智能断路器的智能控制器，负责对断路器进行智能控制。而在信号的采集上本次设计使用交流电压互感器和交流电流互感器收集电路的电压和电流信号。收集完电路的电压和电流信号后，将电压和电流信号经过放大处理后进入PCF8591电路中进行AD转换。单片机对AD转换后传递过来的数字信号进行智能控制处理，把电流、电压和功率显示在LCD1602液晶显示屏上。当单片机判断检测到的信息超过了设定好的的安全范围时，单片机对继电器发出断开指令，切断电路，对电路和用电器进行保护，同时打开蜂鸣器发出警报，提醒维修人员有故障发生。
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1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 课题设计内容 2
1.3 本设计的主要任务 2
2 断路器的硬件设计 4
2.1 单片机系统 4
2.2 电压、电流检测 6
2.3 A/D转换模块 8
2.4 显示模块 9
2.5 控制装置 10
2.6 电源 11
2.7 通信模块 12
3 断路器的软件设计 13
3.1软件设计总体方案 13
3.2 初始化子程序 14
3.3 AD转换子程序 16
3.4 LCD显示子程序 16
3.5 故障保护子程序 19
3.6 通讯子程序 20
4 调试 22
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 绪论
近年来随着信息化社会的高速发展，科技水平不断提高，人们的生活水平得到了十分显著地提高。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
计算机、通信、自动化技术得到了非常显著的发展，并且在人们的生活中得到了广泛的应用。同时人们对生活提出了新的要求：家庭生活要更加舒适与便利。智能、科技与时尚的生活将是未来大众群体的主流趋势。这使得当前的电力提供已经逐渐开始不能达到人们的要求了，人们对电网也提出了更加严格的标准。这时候智能电网出现了，智能电网让电网实现了智能化，对电网实现了升级。智能电网利用对先进的传感和测量技术、设备技术、控制技术和决策支持系统，让电网变得更加的安全、可靠、经济和高效。极大的解决了人们日益增大的电量需求和对电能质量的要求。所以未来电网的发展必定将会以智能电网作为主要的发展方向。
智能断路器在智能电网中具备有十分重要的意义，它是智能电网的重要组成部分，是智能电网中最重要的操控单元。在电网中通常负责接通、承载、分断电路并且转换电能，实现对电路进行断电、供电、转换电路的功能。当电网中出现如电流过大、电压过大或过小、电路断路等不正常的故障状态时，断路器可以自行把负载电路从电网中断开，防止事故范围扩大，导致操作人员的安全和电力设备的运作受到伤害。而作为智能电网的构成，智能断路器不单单能够进行调控和保护，还应该能够对电路进行检测和管理，并且能够进行通信，实现智能化。
1.1 课题背景及意义
改革开放以来，社会经济得到了十分迅速的发展，人们对生活提出了也越来越高的要求，同时人们对电力消费的需求也与越来越大。而伴随着现代智能技术的高速发展，智能化成为了科技研究的方向，电网同样也朝着智能化的趋势不断前进。
在2003年，“智能电网”这词由美国电力研究院命名，并对美国未来电网系统做出了全面的设想与计划，确定了研发阶段的工作目标。而自从2009年我国提出“智能电网”的发展计划以来，我国对智能电网相关的技术进行了大量的实践研究。现如今，我国的输电技术在国际上处于先进地位，而切我国也正在对配用电领域的智能化进行积极的研究和探索。我国的智能电网研究发展虽然已经得到了巨大的发展，但是我国在智能电网的发展上依然需要继续努力。
传统的断路器通过对电磁效应和热效应等效应的运用，使机械系统的进行动作，达到保护电路的目的。比如当电路短路时，电路的电流会瞬间增大，大电流会产生较大的磁场，这个磁场克服掉反力弹簧的作用，使断路器的脱钩器进行动作，开关马上跳闸，电路断开。而当电路过载时，电流变大，发热量同样也变大，金属片受热变形推动机壳开关动作，电路断开。虽然传统的断路器也能够实现对电路的保护，但是传统的断路器体积较大，也容易受到外界环境的影响。
要发展智能电网就要实现断路器的自动化和智能化，智能电网对断路器的智能化和自动化提出了测量、控制、保护等方面的要求，智能化的智能断路器必然是未来断路器发展的目标和方向。
智能断路器不单单拥有短路、过载保护等传统断路器拥有的功能，还能将电路中的电流、电压等参数进行实时显示，让人们能够通过智能断路器显示的参数直观的了解当前电路处于的状态。同时智能断路器将这些参数进行上传通讯，让人们在远程也能对断路器进行监控，方便人们的管理。智能断路器进行了数字化、模块化和系统化的开发。使得智能断路器相对于传统的断路器体积也更小、重量更轻、适用的范围也更大。智能断路器的性能及可靠性相对于传统断路器得到了非常大的提升。智能断路器的应用使得电器设备向智能化发展，同样也对促进智能电网的发展发挥了十分重要的作用。
1.2 课题设计内容
智能断路器主要由数据采集、微处理器和控制装置三个基本模块组成。
微处理器模块是智能断路器的核心，相当于智能断路器的“大脑”，负责对断路器的各个部分进行控制。它能根据数据采集模块采集到的电网信息识别断路器所处电网的状态，对执行单位发出控制信息。数据采集模块的作用是把电网的数据进行采集并且转换为数字信号，然后传递给微处理器模块进行处理分析，是智能断路器的“眼睛”。控制模块则负责接收微处理器模块发出的控制信号，驱动执行部件达到控制断路器的目的，是智能断路器的“手”。这三个基本模块共同构成了智能断路器的基础功能。除此以外，我们还可以根据实际的需要加装各种功能模块，让智能断路器的智能化功能更加完善，比如显示模块和通讯模块。显示模块负责将电路当前的电压、电流等信息显示出来，方便人们了解当前电路的状态。而通讯模块的作用就是实现智能断路器远程通讯，让人们即使不在断路器旁边也能够了解电路当前的状态，极大地方便了人们对电网的管理。
1.3 本设计的主要任务
本次设计使用了STC89C52单片机作为智能断路器的智能控制器，负责对断路器进行智能控制。而在信号的采集上本次设计使用交流电压互感器和交流电流互感器收集电路的电压和电流信号。收集完电路的电压和电流信号后，将电压和电流信号经过放大处理后进入PCF8591电路中进行AD转换。单片机对AD转换后传递过来的数字信号进行智能控制处理，把电流、电压和功率显示在LCD1602液晶显示屏上。当单片机判断检测到的信息超过了设定好的的安全范围时，单片机对继电器发出断开指令，切断电路，对电路和用电器进行保护，同时打开蜂鸣器发出警报，提醒维修人员有故障发生。
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