用电监控终端系统研究与实现

论文摘要

本文针对智能电网在用电监控上的要求,特别是用户用电监控网络的实际应用环境和要求,提出了一种新型综合性智能终端解决方案。方案具有开放性、主动性和灵活性,符合用户用电监控的需求。根据电能计量对运行处理速度、数据存储的需求,使用ARM9平台作为系统硬件平台,在arm-linux软件平台上进行系统开发。按照电能计量芯片的接口要求,设计完成SPI驱动程序。根据DL/T 645-2007多功能电能表通信协议,设计协议栈和数据结构,并完成开发与测试工作。对于无线现场总线的发展和用电监控的实际需求,研究时分复用技术和TD-SCDMA技术的优势,以及TD-SCDMA技术在用电监控系统中的应用。同时针对TD-SCDMA中的传输资源调度,设计了基于加权比较的调度方法。通过搭建仿真平台,根据TD-SCDMA中的测试参数,验证该方法不仅提高了无线帧的利用率,同时减少了数据在空中接口的冗余。为TD-SCDMA技术在用电监控和工业现场中的应用提供了理论支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题来源及作者主要工作
• 1.3 论文组织
• 第二章 用电监控系统需求与设计方案
• 2.1 用电监控系统结构与通信的特点
• 2.1.1 用电监控系统功能及其特点
• 2.1.2 用电监控系统结构
• 2.1.3 用电监控系统对通信网络的需求
• 2.2 无线通信技术在用电监控系统中的应用
• 2.3 智能终端模块需求分析和性能分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 智能终端系统设计方案
• 3.1 硬件系统结构设计
• 3.1.1 数据采集模块设计
• 3.1.2 数据采集过程说明
• 3.2 ATT7022b 与ARM 系统的接口设计
• 3.2.1 ARM9 平台
• 3.2.2 SPI 通信接口
• 3.3 Zigbee 无线通信模块接口
• 3.4 软件系统结构设计
• 3.4.1 软件系统结构说明
• 3.4.2 软件平台说明
• 3.4.3 控制模块系统设计
• 3.4.4 智能终端开发环境的构建
• 3.5 本章小结
• 第四章 智能采集终端协议栈设计与实现
• 4.1 DL/T645 协议分析
• 4.2 公共支持库
• 4.3 协议处理系统设计
• 4.3.1 协议线程设计
• 4.3.2 DL/T645 协议栈数据结构的设计
• 4.3.3 DL/T645 协议栈实现
• 4.3.4 代码结构说明
• 4.3.5 协议栈状态转移图
• 4.4 SPI 总线驱动实现
• 4.5 本章小结
• 第五章 无线通信子模块研究
• 5.1 无线现场总线
• 5.1.1 现场总线无线接入方式
• 5.1.2 用电监控系统网络结构拓扑
• 5.1.3 TDM 通信模式应用
• 5.2 TD-SCDMA 技术在用电监控上的应用
• 5.2.1 TD-SCDMA 技术
• 5.2.2 TD-SCDMA 在用电监控系统中的应用研究
• 5.3 TD-SCDMA 无线系统资源调度设计与仿真
• 5.3.1 资源调度原理
• 5.3.2 调度算法仿真设计
• 5.4 本章小结
• 第六章 系统测试
• 6.1 测试环境搭建
• 6.2 协议软件测试
• 6.2.1 主动测试方法
• 6.2.2 DL/T645 协议软件测试方法
• 6.3 测试用例设计与测试结果
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文情况