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1、基于 STM32 的电能质量检测技术研究近些年来,随着现代化工业设备和民用电器设备的普及,电力用户对供电质量的要求越来越高。特别是大量非线性电力负荷用到日常生活和工业生产中,使得公用电网中的电能质量问题愈显凸出,已经严重影响了电能供应质量。因此,根据国家电能质量检测标准,有必要对电网供电的各项参数进行测试,分析电网的电能质量。国内外已有不少方法对电能质量进行检测。但是传统的基于 8、16 位的单片机的电能检 测设备存在处理速度慢,硬件结构不够完善等缺点。而当下比较流行的运用 DSP 处理器的电能检测设备,虽然其处理速度快、精度高,但是成本较高、功耗大,不利于大规模的推广1。本 文提出一种基于
2、STM32 芯片以内嵌入式智能仪器模式设计的方案。STM32 具有杰出的功耗控制及众多外设。设计时可充分利用其丰富的片上资源,大大节省了硬件的投资。利用 STM2 内置的 A/D 可对信号进行高速采集和处理,其自带的 USB 接口可对数据进行快速传输,以及通过电阻式彩色触摸屏 TFT 对相关数据进行实时显示等。系统具有设计结构简单、携带方便、低成本、低功耗、可靠性高等优点,适合实时现场操作,具有较高的应用价值。1电能质量检测设备总体设计方案本电能质量检测系统的主要设计思路是:根据国家制定的电能质量相关标准对系统进行 设计、开发,系统框图如图 1 所示。通过高精度的模拟信号采集电路对公用电网的电
3、压、电流进行采集;通过 FFT 算法对谐波进行检测分析,以及运用电能检测芯片对电压幅值、电流值、功率因素等一系列参数进行检测;最后将测试结果显示在液晶屏幕上,同时将数据存储在 SD 卡上,检测设备之间可以通过 2.4 G 无线通信模块进行数据交换,还可运用 USB 通信接口传输实时的数据到上位机,以便上位机对数据进行存储和分析2-5。2 硬件设计2.1 STM32 处理器介绍本系统采用的是由意法半导体公司推出的基于 ARMCortex-M3 内核的 STM32F103RBT6 增强型 32 位处理器。其工作频率为 72 MHz, 内置高速存储器(高达 128 K 字节的闪存和 20 K 字节的
4、 SRAM),丰富的增强型I/O 端口和联接到 2 条 APB 总线的外设。包含 2 个 12 位的 A/D、3 个通用 16 位定时器和 1 个 PWM 定时器,还包含标准和先进的通信接口:多达 2 个 IIC 接口和 SPI 接口、3 个 USART 接口、一个 USB 接口和一个 CAN 接口。STM32 较市场上同种类的单片机具有价格低、功能强、使用简单、开发方便等优势。2.2 电能数据采集模块设计对于前端电压电流的采集选用高精度的电压电流互感器。其体积小、精度高、全封闭、机械和耐环境性能好,电压隔离能力强,安全可靠且工作频率范围在20 Hz20 kHz。运用互感器将大电压电流信号转换
5、成小信号,再通过分压将其转换成 STM32 的 A/D 输入通道的合理电压输入范围(03.3 V)。2.3 电能数据处理模块电能数据处理主要分为 2 个模块,即谐波采集、分析模块和 ATT7022B 高精度三相电能专用计量芯片模块。是通过 STM32 处理器内置的 A/D 转换器对采集的信号运用 FFT 算法进行谐波处理和分析。该模数转换器是 12 位的逐次逼近型的,多达 18 个通道,可测量 16 个外部和2 个内部信号源。各通道的A/D 转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。A/D 的结果可以左对齐或右对齐方式存储在 16 位数据寄存器中。其模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出
6、用户的高/低阀值该设计是运用STM32 内置 A/D 的同步规则模式将所测得的数据通过 DMA 传输,以节省 CPU 资源。ATT7022B 是一款三相电能计量专用芯片,该芯片适用于三相三线和三相四线的应用。它集成了 7 路二阶 sigma-deatlA/D,其中 3 路用于三相电压采样,3 路用于电流采样,还有 1 路可用于零线电流或其他防窃电参数的采样、输出采样数据有效值,使用方便。它集成了参考电压电路以及所有包括基波、谐波和全波的各项电参数测量的数字信号处理电路,能够测量各相及合相包括基波、谐波和全波的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量以及无功能量,同时还能测量频率、各相电流及电压有
7、效值、功率因数、相角等参数6-8。ATT7022B 内部集成了 6 路 16 位 A/D 转换器,采用双端差模信号输入4。电流通道有效值在 2 mV1 V 的范围内线性误差小于0.1%;电压通道有效值在10 mV1 V 的范围内线性误差小于 0.1%。所以电压取值在 0.20.6 V,电流通道取值在 2 mV1 V 比较合适。最后通过芯片自带的 SPI 接口和 STM32 处理器进行通信,控制相关参数以及存储、发送数据。图 2 所示为电压电流信号输入典型连接电路。2.4 电能数据储存及通信、显示模块为了实现电能检测参数的的存储,该系统采用了 SD 卡来存储数据。SD 卡是一种基于半导体记忆的新
8、一代记忆设备,被广泛应用于便携式装置上。其体积小、质量轻,但却拥有高记 忆容量、快速数据传输、极大的移动灵活性以及很好的安全性。利用 STM32 自带的 SPI 接口, 最大通信速率可达 18 kbps,每秒可传输 2 M 字节以上的数据,对于系统的设计要求已足够了。在数据通信上,系统设计了两种通信方式。一种是现今较为流行的基于 USB 通信协议的 USB 通信方式,实现处理器与上位机的快速通信。另外一种是额外的无线通信方式,该通信方式也 叫做 2.4 G 频段无线通信,应用全球开放的 ISM 频段可免费使用。本系统采用的是NRF24L01 无线模块,其最高工作速率为 2 Mbps,高效的 G
9、FSK 调制,抗干扰能力强可以方便实现2 个电能检测设备之间的数据交换、传输。系统采用 2.8 寸 TFT 彩色电阻式液晶屏,其屏幕分辨率高(320240)、体积小、功耗低、寿命长,能够清晰的显示所需要的数据。3 系统软件设计3.1 软件设计平台及构成系统设计采用 RealView MDK3.80A 为开发平台,用于编写调试 STM32 代码。系统软件设计包括主程序、数据采集存储、数据通信、按键设置及液晶显示等模块。系统软件总体设计流程图如图 3 所示。3.2 电能数据采集及处理分析设计3.2.1 谐波的测量、分析根据国家规定的谐波测量方法,为了区别暂态现象和谐波,每次测量结果可取3 s 内所
10、测量的平均值。采用式（1）计算:电流的相关计算以此类推,通过这些参数对电能谐波进行分析,检测是否合格。3.2.2 其他电能检测参数测量通过 ATT7022B 芯片内置的 24 位 DSP 数字信号处理,来获得有功功率、无功功率、视在功率、电压电流有效值、功率因素和频率等电能参数。4 测试结果与分析根据我国规定的谐波测量方法,测试取 019 次谐波9。通过系统输出值与实际幅值的对比,若在 Uk1%UN 和 Uk1%UN 的情况下,即为允许范围内,符合国家对B 级谐波测试仪器的相关精度的要求。其他电能测试结果也可按国家标准给定的精度范围进行逐项计量。经实验本系统的数据通信和彩色液晶显示也满足实用要
11、求。通过测试结果表明,系统测试结果准确、精度较高,完全符合电能检测仪器的相关要求。5 结束语本文介绍了基于 STM32 的便携式电能质量检测设备的设计过程及测试结果。运用的STM32 处理器拥有丰富的片上资源,内置的 A/D 转换芯片、SPI 通信接口、USB 通信接口以及无线通信模块,极大的简化了系统的硬件设计。系统具有功耗低、携带方便、操作便捷、测 量精度较高等优势,采用 USB 通信和无线通信两种通信模式,使得数据的传输多样化及较强选择性。彩屏液晶显示使得操作人员对结果一目了然。在电能检测市场上,鉴于本系统的诸多特点,将会有十分广阔的应用和发展前景。、基于 STM32 电力数据采集系统的
12、设计引 言我国经济的高速发展带动了各行业对电力的大量需求,因此,迫切需要对电力供应进行科学的管理,电力数据采集系统作为电力供需管理的基本环节 ,发挥着重要作用,电力系统的发展对电力数据采集系统的精确性、实时性以及可靠性都提出了更高的要求。传统的电力数据采集系统1受限于有限的存储空间和通信接口,存在精度不高、实时性差、采集信息量小等缺点 ,已无法满足实际的电力系统调度与管理需要 ,本文提出的基于STM32 的新型电力数据采集器充分利用了STM32 丰富的片上资源,大大节约了硬件投资,利用STM32 具有快速采样的高性能 ADC、先进的电源及时钟管理、双看门狗等功能,从而大大增强了系统的实时性与可
13、靠性,精度显著提高,同时功耗大为降低1 总体设计方案本系统由模拟量与开关量采集模块、通讯模块以及上位机人机交互模块组成,系统框图如图 1 所示。首先电压、电流等模拟信号经信号调理电路调理后,经模数转换器 ADC 转换为数字信号,再由 STM32 进行数据处理;开关量信号则通过 I/O 口输入,STM32 通过中断或查询方式进行读取2。电力数据经采集处理后,由液晶屏进行显示,同时进行储存以便对历史数据进行查询。为了使数据显示更加直观以及远程监控,通过 RS485 与上位机通信3。2 系统硬件设计2.1 STM32 片上资源本系统采用了 ST 公司基于 Cortex-M3 内核的 32 位增强型闪
14、存微控制器 STM32F103ZE 作为控制核心,Cortex-M3 内核是专门设计于满足集高性能、低功耗、实时应用、具有竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求4。该芯片最高工作频率可达到72 MHz,具有 512 K 字节的闪存以及 64 K 字节的 SRAM,丰富的片上资源大大简化了系统硬件,同时大大降低了系统功耗。STM32F103ZE 12 位 ADC 为逐次逼近型模数转换器,各通道的转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行,转换结果以左对齐或右对齐方式存储在16 位数据寄存器中5。通道采样时间可编程,总转化时间可缩减到 1s,此外,多种转换模式供选择,支持 DMA 数据传输。本系统采用定时
15、器触发的同步注入模式,能够对多路信号进行同步采样。STM32F103ZE 具有 5 个 USART 串行通信接口,内置分数波特率发生器,发送与接收共用可编程波特率,最高达 4.5 Mbit/s,数据字的长度、停止位均可设置。此外,灵活的静态存储器控制器 FSMC 能够通过同步或异步存储器与 16 位 PC 卡接口相连,便于外扩存储器和液晶显示屏。2.2 数据采集模块设计数据采集包括对于模拟量与开关量的采集两部分。1) 模拟量数据采集由于电力数据采集信号为高电压信号和大电流信号,因此, 首先要将其调理为满足STM32F103ZE ADC 输入范围的电压信号,以便进入 ADC 转换为数字量。各相电
16、流信号经电流互感器和电流变送器,各相电压信号则通过电压互感器和电压变送器变换为低电压信号,输入 到 STM32 的 ADC 模拟输入通道,其幅值范围为 03.3 V。本系统采用同步注入模式配置ADC1 的注入组通道采样 Ua,Ia,配置 ADC2 的注入通道采样 Ub,Ib,从而实现 Ua/Ub 及 Ia/Ib 的同步采样。又由于 Ua+Ub+Uc=0,Ia+Ib+Ic=0 计算出 Uc,Ic。定时器 2 的 TRGO 事件触发 A/D 转换,1.5 周期的采样时间,可以达到1 s 的转换时间,数据右对齐格式进行存储,使用DMA 数据传输6, 不需 CPU 干预,即可将 ADC1 和 ADC2
17、 存储在寄存器 ADC JDRx(x=1,2)中的转换数据快速存放到指定区域。2) 开关量数据采集STM32F103ZE 的 I/O 口都可以配置为开关量输端口,并且通用的 I/O 可以配置到 16 个外部中断线上。开关量输入电路如图 2 所示。开关量信号由 IN 端口输入,电容C 与电阻R 构成一阶低通滤波器滤除高频噪声,减小信号的毛刺,采用光耦合器 TLP521 实现现场开关量与 STM32 间的电气隔离,提高电绝缘和抗干扰能力7。2.3 数据存储与显示模块设计为了实现电力数据采集历史数据的查询,系统扩展了 512 MBit 的 NAND FLASH,选用了 ST 公司的NAND512-A
18、 芯片,每页有512+16 个字节,每块有16 K+512 个字节,顺序存取时间为50 ns, 页编程时间为 200 s。STM32 的静态存储器控制器FSMC 可以把外部存储器划分为固定大小为256 M 字节的 4 个存储块,其中存储块 2 和 3 可用于访问 NAND FLASH 设备,本电力数据采集系统利用 FSMC 的存储块 2 连接芯片 NAND512-A。系统采用 5.6 英寸的彩色液晶显示器实现本地实时监控,并提供良好的人机交互功能。利用 STM32F103ZE 的 FSMC 模块控制液晶显示器,即将液晶作为外部存储设备来使用,配置好读写及控制信号的时序,指定指针即可实现对液晶的
19、读写访问。利用这种方式,不仅简化了对液晶的操作,只需指定读写数据指针方可完成操作,而且提高了访问速度,同时,有效避免了用端口模拟时序访问液晶产生的“拉幕”现象8。2.4 RS485 通信模块设计为了更直观的监控电力数据采集,系统需要把采集到的数据上传到控制中心的 PC,同时也方便了计算机联网共享数据。传统的抄收数据费时费力,效率较低,而 RS485 通信方式结构简单,价格低廉,通信距离和数据传输速率适当9。系统采用 MODBUS 协议采用 RS485 通信方式,进行电力采集数据的远距离、高速传输。本系统选用了最高传输速率可达500 Kbps 的隔离型 RS485 通信芯片 ADM2483,设计
20、电路如图 3 所示。该芯片采用限摆率驱动器,较低摆率降低了不恰当的终端匹配和接头产生的误码。ADM2483 接收输入具有真正的失效保护功能,驱动器还具有短路电流限制,并可以通过热关断电路将驱动器输出置为高阻状态,防止过度的功率损耗。3 系统软件设计本系统设计中,采用英蓓特公司和ARM 公司最近联合推出的高效ARM 开发环境Realview MDK10为开发平台。应用程序包括主程序、数据采集及处理程序、串行通信程序3 个主要部分。主程序主要负责对于系统时钟、GPIO 口、嵌套中断的配置以及定时器、ADC 和串行通讯模块的初始化。数据采集及处理程序中,由定时器 T2 每隔 6 ms 触发一次 AD
21、C 注入组的同步转换,转换结束则会进入中断服务程序,然后读取转换结果并对数据进行处理,从而计算出电压、电流有效值等电力参数。其中,电压有效值计算式如下:当 A/D 转换的数据数据量达到 512 个字节后,进行一次存储,将数据存入 NAND FLASH 中, 以便实现历史数据查询。同时,通过 RS485 通信 STM32 将存储的数据发送到上外机,通信流程图如图 4 所示。4 实验结果与分析A、B、C 三相分别接到市电 220 V,利用 25 W、40 W、50 W 的灯泡作为三相负载,由本电力数据采集系统测得数据如表 1 所示。实验数据表明,本系统设计合理,运行可靠,数据测量准确、精度高且实时
22、性较好,与传统电力数据采集器相比具有显著优点。5 结 论本文介绍的电力数据采集系统采用 ST 公司的 ARM 芯片 STM32F103ZE,芯片包含丰富的功能模块,系统无需外扩芯片即可实现 A/D 转换、数据通信等功能,大大简化了硬件设计,节约了投资。灵活的静态存储器控制器 FSMC 便于系统扩展存储器以及连接液晶显示屏。本系统具有功耗低、可靠性高等优点,采用 MODBUS 协议通过 RS485 与上位机实时通信,传输数据的实时性与可靠性显著提高。随着电力系统的发展,这种基于 STM32 的电力数据采集系统将有更高的应用价值和广阔的市场前景。基于 STM32 芯片的电参数测量与数据传输0 引
23、言企业供电线路的电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率等参数的检测是掌握企业供电线路和设备运行状态的基础，这些参数是企业保证功率补偿有效性和合理性的决 策依据。传统的基于 8 位、1 6 位单片机的电参数测量仪表存在着处理能力较差，模块功能较弱的缺点，在中高端市场缺乏竞争力，基于 DSP 技术的电参数测量仪具有较强的处理能力，但是成本都较高，不易推广。意法半导体推出的STM32 系列 32 位闪存微控制器使用来自 ARM 公司具有突破性的 Cortex-M3 内核，该内核是专门设计于满足集高性能、低功耗、实时应用、具有竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求。 Cortex-M3 增强了系统
24、结构， Thumb-2 指令集带来了更高的指令效率和更强的性能，通过紧耦合的嵌套矢量中断控制器， 对中断事件的响应比以往更迅速， STM32芯片有多达 13个通信接口， 支持IIC,USART,SPI,CAN,USB等通信协议。基于STM32 芯片的电参数仪表不仅拥有强大的处理能力， 更高的实时性，而且具有丰富的数据传输手段，可以轻松实现红外、CAN 总线、GPRS 等数据传输，满足客户多种抄表方式的要求。本文给出一种基于 STM32 芯片的电参数测量和数 据传输设计方案，利用 STM32 的强大处理能力，解决了传统设计中参数测量精度不高，系统并行处理能力不强的弱点，并实现了R S 4 8 5
25、 接口和 GPRS 无线抄表的功能。1 硬件设计1.1 STM32 芯片特性意法半导体推出的 STM32 系列 32 位微控制器基于 ARMCortex-M3 内核，其构架有多项改进，包括提升性能的同时又提高了代码密度的Thumb-2 指令集、大幅度提高的中断响应， 而且所有新功能都具有非常低的功耗水平。相较于 8 位、16 位单片机，ARM 核的优势是低功耗、高性能，程序在不同核之间的兼容性很好。基于C M 3 内核的 STM32 芯片比其他ARM 系列芯片运行速度更快，性能也得到很大提高。该芯片自带单周期的硬件乘法器，大大提高数字信号的运算速度。在代码密度上，比普通32 位单片机省 304
26、5，比 16 位单片机省 50。功耗方面，STM32 芯片工作在 1MHz 频率下为 0.15W,只有 ARM7 的一半， 所以在相同的工作模式下，使用STM32 芯片可以减少 30左右的功耗。STM32 芯片内核电压低至 1.8V,可以选择睡眠模式、待机模式等多种低功耗方式，满足便携的需求。STM32 系列芯片除了大幅提升系统的性能，还包含了标准和先进的通信接口：多达 2 个 IIC、3 个 SPI、2 个 IIS、1 个 SDIO、5 个 USART、一个 USB 和一个 CAN。这些丰富的外设配置，使得 STM32 可以选择多种数据传输手段，设计人员可以从容应对客户的多样性需求。1.2
27、电参数信号处理电参数的采样需要输入 ABC 三相电压和电流，传统的方法是使用高速的 A/D 转换芯片分时的采样三相电压和电流，通过对输入波形的离散数字化后，经过一定的算法得出表征输 入波形的各种参数。排除信号调理电路的误差及 A / D 转换的误差外，精度取决于 2 个方面： 一是采样的速率；二是算法。在一个交流周期内对输入信号采样点数越多，则对波形的表征 越细致，计算精度越高。尽管 STM32 芯片有较强的计算性能，但是采用傅氏变换进行频域处理的计算量大，加重了系统的负担。而且此法难以满足全面计量交流参数的目的，例如高 次谐波、正负零序分量、三相不平衡度、相位角等。ATT7022B 是一颗精
28、度高且功能强大的多功能三相电能专用计量芯片，它集成了七路二阶 sigma-delta ADC,其中三路用于三相电压采样，三路用于三相电流采用，还有一路可用于零线电流或其他防窃电参数的采样，输出采 样数据和有效值，使用十分方便，该芯片适用于三相三线和三相四线应用。1.3 系统的硬件结构中央处理模块采用基于ARM CM3 内核的STM32F103,相比 ARM7 芯片和51 系列单片机， 具有更快的运行速度和更高效的代码，功效也大大降低，特别使用于便携式设备。电参数通过电流互感器和电压互感器采样，由ATT7022B 进行运算处理。STM32 通过其自带的 SPI 总线与 ATT7022B 进行通讯
29、，控制 ATT7022B 的工作模式和数据采集，使用方便灵活。系统运行的相关参数设置在一片 EEPROM 中，可以通过键盘进行重新设置。为了提供更完善的显示界面，采用了一块 240 128 的液晶屏，可实时显示运行状态和测量的参数。本系统设计有两种通讯模式:485 总线和 GPRS 无线通讯模块。485 总线采用差动电平接收的方法，提高了抗干扰能力，通过 MAX485 芯片可以方便地实现电平转换，上位机可以利用VC 的 MSComm 控件实现与其通信。随着移动通信的迅速发展，GPRS 无线通信在远程监控系统中得到充分的应用。利用GPRS 通信替代人工，实现无人抄表，大幅降低人力成本。2 软件设
30、计2.1 主程序设计主程序处于循环状态，主要完成各部分电路和中断系统的初始化，并不断扫描键盘，执行键盘功能处理，调用响应的模块处理函数，执行操作命令。其软件流程如图4 所示。2.2 中断程序中断程序主要实现通信功能。由于通信过程是被动的、随机的，必须采用中断处理方式。系统有 RS485 和 GPRS 模块两个通信接口，所以需要处理两个通信中断。两种通信模式都采用国标DL/T645-1997 多功能表通信规约，程序需要按照DL/T645 规约处理信息帧。规约的帧结构如图 5 所示，整个帧分为固定和可变两个部分。固定部分包括帧起始符 68H、地址域 A0A5、第二个 68H、控制码 C、数据长度
31、L 共 10 个字节，可变部分由不确定的数据帧、帧校验码 CS、结束符 16H 组成，可变部分数据长度取决于L 的数值。2.3 利用 GPRS 模块实现远程抄表GPRS(general packet radio service)是通用分组无线业务的简称。GPRS 是 GSM Phase2.1 规范实现的内容之一，能提供比现有GSM 网 9.6kbit/s 更高的数据率。GPRS 采用与 GSM 相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA 帧结构。因此， 在GSM 系统的基础上构建GPRS 系统时，GSM 系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需作软件升级。图
32、6 GPRS 无线抄表系统本设计实现了一个 GPRS 抄表终端和主站抄表数据采集模块，GPRS 抄表终端可以嵌入到电表内部，也可以采用外挂式，与主站一起构成抄表监控系统。3 结束语本文给出了一种基于 STM32 的电参数测量和数据传输方案，采用了模块化设计，系统结构紧凑，实时处理能力强，能根据用户的需求进行扩展。采用了 RS485 和 GPRS 两种通信模式，自动化程度大大提高，实现了电参数的自动测量和无人抄表，具有较高的经济价值。电能信息采集终端硬件框架主控芯片（雯） 存储模块为了系统的可靠性和拓展性，除了 STM32F103 自身的存储外，电能信息采集终端还增加了 SRAM、EEPROM、
33、和 NADA FLASH，分别用于存储临时数据、参数、字库和数据。通过IIC 总线和STM32F103 的IIC 接口相连。STM32F103 自带灵活的静态存储器控制FSMC， 支持 SRAM 和 Nand Flash 接口，可以方便的实现与 Nand Flash 和 SRAM 的控制，按照参考文 献3连接通讯接口采集终端主要包含四个部分的功能接口。1、 远程通信。GPRS 模块采用法国 Wavecom 公司的 Q390012、 本地通信接口。RS232 、RS485、红外通信、状态量、开关量输入、控制输出232 和 485 需经过电平转换后和 CPU 串口连接，485 加光耦隔离， 输入端
34、增加 ESD 器件保护增加可靠性和安全性3、 人机接口。液晶显示模块 LCD12864,4*4 按键。通过 FSMC 接口和 CPU 相连。按键进行选择相应菜单功能软件设计电能采集终端软件采用模块化的方法进行设计，主要由主程序、数据抄收、统计与数据处理、工况监控、数据存储与查询、定时数据上报、主站命令处理等组成。数据存储与查询模块电能信息采集终端的数据主要包括参数、实时数据、日冻结数据、月冻结数据、曲线数据、事件数据等。数据存储与查询模块提供了对这些数据的统一管理，所有数据的存储和查询都有本模块完成。参数是要经常修改而且要保证掉电不丢失的数据，主要存储在存储模块的 AT24C64 中，实时数据
35、在上电后则会不间断地更新，按照测量点顺序，存储在 SRAM 中。其他数据则主要是供主站查询使用的，按照日期和测量点顺序存储在 Nand Flash 中。主站命令处理和主站保持稳定的连接是对电能采集终端的重要要求，主站命令处理模块包括和主站连接的建立和心跳的维持、接收主站命令与执行，并将命令执行的结果传送给主站。为了和主站保持有效的连接，命令处理模块会周期性的发送心跳包，并接收确认包，如果一段时间内没有收到确认包，就会重新建立和主站的连接。建立连接的情况后，当收到主站发送到数据后，会检查数据的有效性和合法性，如果是合法命令，就调用相应的子模块执行命令，并将执行的结果返回给主站，主站命令处理流程图
36、如图6 所示。其他模块1、定时数据上报模块：定时数据上报主要负责定时上报1 类数据和 2 类数据。根据设定的上报基准时间、上报周期、数据单元标识等参数，依据系统的时钟进行判断，如需要上报数据，则从存储模块中查询相应的数据，并按照规定的格式组织后上传给主站。2、统计与数据处理模块：统计与数据处理模块主要根据抄收的数据进行初步的统计析， 包括判断最大需量发生时间、电压越限、电流越限、电压不平衡越限、电流不平衡越限、总加组数据计算等，并生成相应的事件，根据设置的参数，进行主动上报或者等待主站召测。3、工况监控模块：工况监控模块包括监测开关量输入状态和控制输出。根据配置的参 数，当开关量输入状态发生改变时，生成相应的事件记录，并主动上报给主站。同时，根据抄收的各个测量点的数据，监测设定总加组的功率、电量等数据，如果超过设定的限制并持 续一定的时间，则执行设定轮次的跳闸动作，并记录相应的跳闸事件和跳闸后的功率等是数 据。根据设定的参数决定是否主动上报这些事件。13