用電信息采集自動化是指通過各類智能電網設備、網絡通信硬件以及數(shù)據(jù)通信技術,以自動化的方式將供電端的用電用戶電能計量信息進行遠程采集和存儲,為電網運維人員提供用電信息分析和管理的功能支持。用電信息采集自動化是未來電力行業(yè)的重要發(fā)展趨勢,同時能夠提高電力企業(yè)的電網運維整體效率和管理水平。本文對國網四川供電公司的用電信息采集子系統(tǒng)進行了詳細設計和實現(xiàn),通過對用電信息采集自動化的發(fā)展動態(tài)進行整理分析,介紹系統(tǒng)選擇的Modbus通信技術和Java Web開發(fā)技術。在此基礎上,通過考察分析系統(tǒng)開發(fā)的基本環(huán)境,提出系統(tǒng)所需實現(xiàn)的功能主要分為定時任務管理、采集質量管理、設備監(jiān)測管理以及手動采集管理,并且簡要說明了系統(tǒng)的性能需求。隨后,本文對系統(tǒng)的功能設計工作進行闡述,介紹系統(tǒng)的基本設計原則以及后臺通信結構體系的功能設計,同時對系統(tǒng)的各個功能模塊以及后臺數(shù)據(jù)庫進行了詳細設計分析,得到系統(tǒng)的總體技術方案與框架。按照用電信息采集子系統(tǒng)的技術方案設計,本文采用Java Web開發(fā)技術、嵌入式開發(fā)技術對系統(tǒng)的上層Web服務功能以及底層硬件通信功能進行了詳細開發(fā)與實現(xiàn),并且展示系統(tǒng)的運行效果。最后,本文對用電信息... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Modbus協(xié)議技術模型框架

第二章系統(tǒng)技術與理論基礎7鏈路層中分為針對基于串行鏈路的服務器端/客戶端通信鏈路標準和以太網通信標準[21]。在物理層中，Modbus技術支持基于RS232以及RS485的標準總線物理通信介質，以及以太網的通信鏈路支持。Modbus通信技術的網絡結構如圖2-2所示。圖2-2Modbus協(xié)議技術網絡結構在Modbus技術的網絡結構中分為總線環(huán)境下串行鏈路Modbus協(xié)議標準體系和在TCP/IP通信中的Modbus/TCP協(xié)議標準體系，其中串行鏈路的Modbus協(xié)議標準主要是通過TIA/EIA568-A技術標準發(fā)布，并且在GB/T19582-2008國標文件中也遵循相同的技術規(guī)范[27]。在Modbus/TCP協(xié)議標準中采用IETF組織發(fā)布的RFC793、RFC791文檔進行技術約束[28]。所以，對于需要處理大量的現(xiàn)場設備的網絡應用以及控制工具研發(fā)工作，采用Modbus協(xié)議技術能夠以較小的代價獲得工業(yè)級的數(shù)據(jù)通信質量，同時在以太網TCP/IP通信標準的支持上也有豐富的技術標準，整體技術開發(fā)的難度相對自定義的總線通信技術而言要更低，得到的通信效率更高，能夠提高應用的整體效率。2.1.2串行Modbus技術串行Modbus通信協(xié)議實現(xiàn)了工業(yè)總線的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通信，采用Slave/Master主從式的數(shù)據(jù)交互模型實現(xiàn)，物理通信模式通�？蛇xRS485/RS232接口與協(xié)議，每個Master節(jié)點能夠支持247個最大Slave通信請求[29]。在實際應用中，串行Modbus協(xié)議通常多采用標準的32接口支持模式。在協(xié)議棧結構方面，通過和目前最常用

電子科技大學碩士學位論文8的TCP/IPOSI協(xié)議棧結構相比（見圖2-3所示），串行Modbus協(xié)議棧更為簡潔，配合工業(yè)總線物理鏈路，其數(shù)據(jù)交互的質量更高，速率更快。圖2-3串行Modbus協(xié)議棧和OSI協(xié)議棧結構對比串行Modbus協(xié)議支持單播通信模式和廣播通信模式兩種方式，其中單播模式實現(xiàn)了從Master節(jié)點向單個Slave節(jié)點進行數(shù)據(jù)通信的功能，在通信過程中采用Modbus功能碼進行類型標記，Slave的可選地址范圍為[1,247]，Master節(jié)點必須在Slave節(jié)點發(fā)送反饋信息之后才關閉通信連接[30]。在廣播模式中，Master節(jié)點直接將通信數(shù)據(jù)進行廣播發(fā)送，并立即關閉本次通信連接。所有接收到廣播數(shù)據(jù)的Slave節(jié)點在反饋數(shù)據(jù)過程中，Master節(jié)點采用新連接進行接收，并且不需要進行功能碼的標記處理。典型的串行Modbus協(xié)議棧應用層數(shù)據(jù)包結構如圖2-4所示。圖2-4串行Modbus協(xié)議應用層數(shù)據(jù)包結構由于目前可用的工業(yè)級總線類型復雜，所以在串行Modbus協(xié)議棧中，在其數(shù)據(jù)鏈路層中設置了ProtocolDataUnit（PDU）單元，在其中對底層的總線類型及物理結構進行屏蔽，向上提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)幀視圖[30]。同時，在串行Modbus協(xié)議棧的應用層數(shù)據(jù)包中定義ApplicationDataUnit（ADU）單元進行不同總線網絡通信結構的標記[31]。因此，在串行Modbus通信的自定義開發(fā)中主要是通過對PDU單元

【參考文獻】：
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