本文關(guān)鍵詞：能源在線監(jiān)測系統(tǒng)中電力信息采集器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：能源計量作為節(jié)能計劃的基石,已成為當(dāng)今世界的熱門研究對象。為了方便對重點(diǎn)耗能單位實(shí)施能源計量數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測與管理,本文以“江西省能源計量數(shù)據(jù)在線采集監(jiān)測平臺”為基礎(chǔ),針對傳統(tǒng)設(shè)備通信穩(wěn)定性差、抗干擾能力弱的問題,設(shè)計了一套能夠?qū)崿F(xiàn)電能數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確、實(shí)時采集與傳輸?shù)闹悄芑娏π畔⒉杉O(shè)備。本文主要研究了電力信息采集器的硬件和軟件實(shí)現(xiàn),重點(diǎn)介紹了電力信息參數(shù)的采集與遠(yuǎn)程傳輸方法。為了滿足系統(tǒng)對通信性能的需求,選用了具有5串口的32位STM32F103ZET6增強(qiáng)型芯片作為系統(tǒng)的核心處理器,通過設(shè)計最小系統(tǒng)電路、通信電路、人機(jī)交互電路、電源電路、存儲電路完成了整個硬件平臺的搭建。為了適應(yīng)不同環(huán)境的需求,系統(tǒng)采用了RS-485、電力載波、GPRS三種通信方式。通過對電力信道的分析,利用Matlab進(jìn)行信道建模,提出了利用過零檢測實(shí)現(xiàn)信息的最佳分時段發(fā)送以及中繼轉(zhuǎn)發(fā)等提高通信質(zhì)量的措施�？紤]到三相四線電壓轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性對于系統(tǒng)的重大影響,本文針對電源電路的EMC電磁兼容性展開了詳細(xì)的設(shè)計。系統(tǒng)的軟件設(shè)計通過對多任務(wù)的管理調(diào)度來實(shí)現(xiàn),主要設(shè)計了數(shù)據(jù)自動采集與存儲、通信協(xié)議解析與封裝、通信信道的建立、指令控制、人機(jī)交互等流程模塊,軟件設(shè)計過程中采用數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)校驗、看門狗定時器來提高信息傳輸?shù)陌踩院拖到y(tǒng)的穩(wěn)定性。本文所設(shè)計的電力信息采集器已通過實(shí)驗室的測試,并在江西省計量測試研究院和江中藥業(yè)股份有限公司現(xiàn)場試運(yùn)行。實(shí)際應(yīng)用與測試結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠很好地實(shí)現(xiàn)對智能電表日凍結(jié)數(shù)據(jù)、月凍結(jié)數(shù)據(jù)、重點(diǎn)用戶數(shù)據(jù)、曲線數(shù)據(jù)、異常告警數(shù)據(jù)的采集和傳輸,能夠?qū)崟r接收管理中心的控制指令并執(zhí)行相應(yīng)的操作,通信準(zhǔn)確率和成功率也達(dá)到了系統(tǒng)預(yù)期的目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)據(jù)采集 低壓電力載波 GPRS通信 EMC電磁兼容性
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP274
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景及意義10
• 1.2 電力信息采集技術(shù)方法比較與現(xiàn)狀分析10-14
• 1.2.1 電力信息采集技術(shù)方法概述10-11
• 1.2.2 國內(nèi)外自動采集技術(shù)現(xiàn)狀分析11-14
• 1.3 本文研究內(nèi)容與章節(jié)安排14-16
• 2 采集器整體方案設(shè)計與需求分析16-26
• 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理16-17
• 2.2 采集器功能需求分析17-19
• 2.3 采集器整體方案設(shè)計19-22
• 2.3.1 硬件整體方案設(shè)計19-20
• 2.3.2 軟件整體方案設(shè)計20-22
• 2.4 載波通信信道建模及仿真22-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 3 采集器硬件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)26-42
• 3.1 硬件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計26
• 3.2 控制器選型設(shè)計26-28
• 3.3 上行GPRS通信電路設(shè)計28-30
• 3.3.1 GPRS模塊外圍電路的設(shè)計28-30
• 3.3.2 SIM卡接口電路的設(shè)計30
• 3.4 下行載波通信電路設(shè)計30-34
• 3.4.1 載波通信電路組成及工作原理30-31
• 3.4.2 載波芯片接口電路31-32
• 3.4.3 輸出功率放大電路32
• 3.4.4 耦合和接收濾波電路32-33
• 3.4.5 過零檢測電路33-34
• 3.5 下行RS-485通訊電路設(shè)計34-35
• 3.6 電源電路設(shè)計35-39
• 3.6.1 主電源電路設(shè)計35-38
• 3.6.2 備用電源電路設(shè)計38-39
• 3.7 存儲電路設(shè)計39
• 3.8 人機(jī)交互電路設(shè)計39-40
• 3.9 本章小結(jié)40-42
• 4 采集器軟件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)42-58
• 4.1 通信主程序設(shè)計42-43
• 4.2 本地通信任務(wù)43-47
• 4.2.1 多任務(wù)狀態(tài)采集程序設(shè)計43-45
• 4.2.2.抄表子程序設(shè)計45-47
• 4.3 遠(yuǎn)程通信任務(wù)47-49
• 4.3.1 GPRS模塊初始化47
• 4.3.2 GPRS通信任務(wù)的實(shí)現(xiàn)47-49
• 4.4 通信協(xié)議49-52
• 4.4.1 下行通信協(xié)議解析49-51
• 4.4.2 上行通信協(xié)議解析51-52
• 4.5 人機(jī)交互任務(wù)的實(shí)現(xiàn)52-55
• 4.5.1 液晶驅(qū)動程序設(shè)計52-53
• 4.5.2 多級菜單顯示任務(wù)53-55
• 4.6 FLASH存儲任務(wù)的實(shí)現(xiàn)55-57
• 4.7 本章小結(jié)57-58
• 5 系統(tǒng)測試58-62
• 5.1 測試環(huán)境58-59
• 5.2 系統(tǒng)通信測試59
• 5.3 系統(tǒng)功能測試59-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 6 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 總結(jié)62
• 6.2 展望62-64
• 致謝64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 附錄A 電路實(shí)物圖70-72
• 附錄B 八級菜單操作界面72-74
• 附錄C 八級菜單操作界面74

【相似文獻(xiàn)】

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