本文關鍵詞：能源在線監(jiān)測系統(tǒng)中電力信息采集器的設計與實現(xiàn)

  更多相關文章： 數(shù)據(jù)采集 低壓電力載波 GPRS通信 EMC電磁兼容性

【摘要】：能源計量作為節(jié)能計劃的基石,已成為當今世界的熱門研究對象。為了方便對重點耗能單位實施能源計量數(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,針對傳統(tǒng)設備通信穩(wěn)定性差、抗干擾能力弱的問題,設計了一套能夠實現(xiàn)電能數(shù)據(jù)快速、準確、實時采集與傳輸?shù)闹悄芑娏π畔⒉杉O備。本文主要研究了電力信息采集器的硬件和軟件實現(xiàn),重點介紹了電力信息參數(shù)的采集與遠程傳輸方法。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增強型芯片作為系統(tǒng)的核心處理器,通過設計最小系統(tǒng)電路、通信電路、人機交互電路、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進行信道建模,提出了利用過零檢測實現(xiàn)信息的最佳分時段發(fā)送以及中繼轉發(fā)等提高通信質量的措施。考慮到三相四線電壓轉換的穩(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的設計。系統(tǒng)的軟件設計通過對多任務的管理調度來實現(xiàn),主要設計了數(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、人機交互等流程模塊,軟件設計過程中采用數(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。本文所設計的電力信息采集器已通過實驗室的測試,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)場試運行。實際應用與測試結果表明,系統(tǒng)能夠很好地實現(xiàn)對智能電表日凍結數(shù)據(jù)、月凍結數(shù)據(jù)、重點用戶數(shù)據(jù)、曲線數(shù)據(jù)、異常告警數(shù)據(jù)的采集和傳輸,能夠實時接收管理中心的控制指令并執(zhí)行相應的操作,通信準確率和成功率也達到了系統(tǒng)預期的目標。
【關鍵詞】：數(shù)據(jù)采集 低壓電力載波 GPRS通信 EMC電磁兼容性
【學位授予單位】：東華理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 電力信息采集技術方法比較與現(xiàn)狀分析10-14
• 1.2.1 電力信息采集技術方法概述10-11
• 1.2.2 國內外自動采集技術現(xiàn)狀分析11-14
• 1.3 本文研究內容與章節(jié)安排14-16
• 2 采集器整體方案設計與需求分析16-26
• 2.1 系統(tǒng)結構及工作原理16-17
• 2.2 采集器功能需求分析17-19
• 2.3 采集器整體方案設計19-22
• 2.3.1 硬件整體方案設計19-20
• 2.3.2 軟件整體方案設計20-22
• 2.4 載波通信信道建模及仿真22-25
• 2.5 本章小結25-26
• 3 采集器硬件設計與實現(xiàn)26-42
• 3.1 硬件總體結構設計26
• 3.2 控制器選型設計26-28
• 3.3 上行GPRS通信電路設計28-30
• 3.3.1 GPRS模塊外圍電路的設計28-30
• 3.3.2 SIM卡接口電路的設計30
• 3.4 下行載波通信電路設計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通訊電路設計34-35
• 3.6 電源電路設計35-39
• 3.6.1 主電源電路設計35-38
• 3.6.2 備用電源電路設計38-39
• 3.7 存儲電路設計39
• 3.8 人機交互電路設計39-40
• 3.9 本章小結40-42
• 4 采集器軟件設計與實現(xiàn)42-58
• 4.1 通信主程序設計42-43
• 4.2 本地通信任務43-47
• 4.2.1 多任務狀態(tài)采集程序設計43-45
• 4.2.2.抄表子程序設計45-47
• 4.3 遠程通信任務47-49
• 4.3.1 GPRS模塊初始化47
• 4.3.2 GPRS通信任務的實現(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 人機交互任務的實現(xiàn)52-55
• 4.5.1 液晶驅動程序設計52-53
• 4.5.2 多級菜單顯示任務53-55
• 4.6 FLASH存儲任務的實現(xiàn)55-57
• 4.7 本章小結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61-62
• 6 結論與展望62-64
• 6.1 總結62
• 6.2 展望62-64
• 致謝64-66
• 參考文獻66-70
• 附錄A 電路實物圖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

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