發(fā)布時間：2017-09-21 04:10

  本文關鍵詞：嵌入式智能電能抄表集中器的設計

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【摘要】：隨著傳感器技術和通信技術的不斷發(fā)展,智能電網越來越成為未來電網系統(tǒng)里的發(fā)展趨勢,而用電信息的采集又成為了智能電網里重要的組成部分。通過傳感器技術對用電信息的采集使得電網時刻處于監(jiān)控的狀態(tài)。本論文主要以居民用電信息采集作為背景,致力于設計一款基于低壓電力線載波、M-BUS和3G無線通信技術的多接口多功能的智能電能抄表集中器。在智能電能抄表系統(tǒng)中,它主要由遠程管理軟件、集中器和底層智能電表組成。集中器作為智能電能抄表系統(tǒng)的核心設備充當了遠程管理軟件和底層電表通信的橋梁和紐帶作用。功能設計上參照了GDW373電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的功能規(guī)范要求,實現(xiàn)了集中器自動抄表及上報、遠程實時召測、本地實時抄表和自動補抄等功能。硬件電路設計上集中器選用三星公司S3C2440的作為其核心處理芯片,充分發(fā)揮其在嵌入式控制器速度快、數據處理能力強的優(yōu)勢。集中器為適應抄表的數據傳輸要求,拓展了豐富的外圍接口通信電路,其中上行通信的有3G無線網絡接口和標準以太網RJ45通信接口,用于集中器和遠程管理主機通信；下行通信支持低壓電力載波通信、M-BUS總線通信和RS485總線通信,用于集中器和底層電表通信。在軟件設計上,集中器采用嵌入式linux操作系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺,并在此平臺上此成功移植嵌入式QT/E圖形庫。集中器的應用程序和圖像界面基于嵌入式QT進行開發(fā),并以為圖形界面GUI為作為主線程,采用多線程處理機制實現(xiàn)抄表工作的多任務處理。在數據存儲上,智能電能抄表集中器采用輕型數據庫sqlite3對抄表數據進行快速和高效的存儲。為使智能電能抄表集中器具有更好的兼容性和適應性,上下行的通信協(xié)議均采用國家用戶用電信息采集的標準通信協(xié)議進行通訊,上行通信協(xié)議采用國家標準GDW376.1通信協(xié)議,下行通信采用DL/T645通信協(xié)議。通過智能集中抄表系統(tǒng)抄得的數據并對其進行分析,最終使得供電部門有效地監(jiān)控整個電網及居民的用電情況,合理分時段計費,避免偷電,損壞電力設施的行為,并大大減輕抄表人力。
【關鍵詞】：集中器 Linux ARM9 電力線載波 M-BUS 3G通信 QT
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM933.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 課題背景及研究意義12-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀及分析13-16
• 1.3 論文課題來源16
• 1.4 論文結構及內容安排16-18
• 第二章 智能電能抄表集中器的總體設計18-30
• 2.1 智能抄表系統(tǒng)框架結構18-19
• 2.2 集中器需求分析19-20
• 2.3 集中器具體功能要求20-23
• 2.3.1 數據采集20-21
• 2.3.2 數據管理和存儲21
• 2.3.3 參數設置和查詢功能21-22
• 2.3.4 事件記錄22
• 2.3.5 維護和升級22-23
• 2.4 智能抄表集中器涉及到的關鍵技術原理及應用23-30
• 2.4.1 M-BUS通信23-25
• 2.4.2 3G通信25
• 2.4.3 低壓電力線載波通信25-30
• 第三章 智能電能抄表集中器硬件電路設計30-47
• 3.1 集中器硬件電路總框架設計30-31
• 3.2 電源管理模塊31-34
• 3.2.1 M-BUS和載波供電電路31-32
• 3.2.2 處理芯片供電電路32-33
• 3.2.3 備用電源切換電路33-34
• 3.3 串口拓展電路設計34-38
• 3.4 上行通信模塊電路設計38-40
• 3.4.1 以太網通信接口設計38-39
• 3.4.2 3G通信電路設計39-40
• 3.5 下行通信模塊電路設計40-47
• 3.5.1 M-BUS電路設計40-42
• 3.5.2 電力線載波通信模塊電路42-45
• 3.5.3 RS485自收發(fā)通信電路45-47
• 第四章 智能電能抄表集中器軟件結構設計47-70
• 4.1 軟件總體框架設計47-48
• 4.2 抄表集中器軟件平臺的搭建48-53
• 4.2.1 Linux操作系統(tǒng)內核裁剪和移植49-50
• 4.2.2 集中器驅動軟件設計50-53
• 4.3 集中器通信協(xié)議設計53-57
• 4.3.1 集中器上行通信協(xié)議53-55
• 4.3.2 集中器下行通信協(xié)議55-57
• 4.4 集中器應用軟件設計57-70
• 4.4.1 應用軟件實現(xiàn)功能57-58
• 4.4.2 多線程抄表處理機制58-60
• 4.4.3 數據通信協(xié)議轉換60-62
• 4.4.4 集中器抄表功能的實現(xiàn)62-65
• 4.4.5 數據庫管理設計65-66
• 4.4.6 集中器交互界面設計66-68
• 4.4.7 應用程序升級68-70
• 第五章 智能電能抄表集中器測試70-73
• 5.1 集中器通信模塊測試70-71
• 5.2 集中器整體功能測試71-73
• 總結與展望73-75
• 參考文獻75-78
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文78-80
• 致謝80

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：892281