【经验分享】基于STM32单片机的WIFI智能电表设计

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STMCU小助手发布时间：2022-5-12 11:26

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文章简介:	基于STM32单片机的WIFI智能电表设计

一.硬件方案
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模块电路组成。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，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。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。手机和WiFi模块连接后，手机上显示计时时间。
主要由STM32单片机核心板、交流电压电流检测模块、WIFI模块、指示灯组成；如图：

P{D7NN)F4}W65UP0]7T9$YY.png

二.设计功能
（1）220V市电经过互感器后产生微弱交流电，经过整流滤波后变为直流，然后通过单片机AD转换，然后换算出实际值。电压电流采集分别使用电压互感器TV1005M和电流互感器TA1005M。
（2）220V市电经过互感器后产生微弱交流电，经过整流滤波后变为直流，然后通过单片机AD转换，然后换算出实际值。电压电流采集分别使用电压互感器TV1005M和电流互感器TA1005M。
（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APP和设备WiFi模块连接后，手机上显示计时时间。

三.设计原理图
（1）原理图主要采用AD软件进行设计,如图：

YXF@O5JNLT)$`}]M{O$G5EW.png

四.软件设计
（1）程序流程图

9}HTZGL6IJ(RK4NG)3}83NN.png

（2）主程序源码

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);
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
}
}