基于GPRS的电力参数远程监控系统的设计与实现

论文题目: 基于GPRS的电力参数远程监控系统的设计与实现

论文类型: 硕士论文

论文专业: 检测技术与自动化装置

作者: 邓一星

导师: 叶林,张杰

关键词: 无线监控,嵌入式系统,电能计量

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本课题针对电力系统管理自动化和网络化的需求,依托中国移动通信集团公司的GPRS 网络,构建了一个无线的、实时的电力参数监控系统。首先,对用户的需求进行了分析,明确了系统的设计任务以及需要实现的功能。系统可以分为三大部分:电力参数数据采集、无线网络数据通信和电力参数实时监控、管理信息系统。其中,前面两个部分是要在GPRS 网络终端应用系统中实现,而管理系统运行在电力部门的服务器之上。需要测量的电力参数很多,且其测量过程比较费时,计算复杂,为了简化系统硬件设计、节约CPU 带宽、降低成本,电力参数测量采用了专用的电能计量芯片CS5460A,通过电压、电流互感器,在一个计算周期内完成了电压、电流瞬时值、有效值,有功功率、无功功率,电能等测量,进而可以计算出功率因素。CPU 仅需要定期读出这些测量到的数据,极大地简化了电力参数测量的硬件和软件设计。课题中使用的GPRS modem 没有实现网络协议,意味着应用系统必需实现TCP/IP 协议栈。鉴于网络数据通信对存储器和CPU 速度的要求,选用了32 位ARM7TDMI 架构的CPU 作为系统的控制和管理核心,其片上集成的丰富的外设模块,与GPRS modem 和CS5460A 实现了无缝连接,进一步简化了系统设计。网络通信协议本质特征是以事件驱动的,它的性能的发挥离不开操作系统提供的服务。鉴于多方面的考虑,采用了著名的实时内核μC/OS-Ⅱ作为系统的控制和调度核心,管理整个系统的工作。由于μC/OS-Ⅱ本身没有嵌入TCP/IP 协议栈,根据系统需求,在μC/OS-Ⅱ上移植了功能强大的轻型TCP/IP 协议栈—LwIP(Light Weight IP),它包含了完整的PPP 协议栈,加上简单的modem 驱动,就能方便地构建拨号网络数据传输平台。根据所选用的器件,完成了硬件电路板设计,并编写了程序,对GPRS 网络数据通信进行了测试,证实了方案的可行性。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 系统研发背景、目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容及文章结构

2 系统总体方案设计

2.1 GPRS 及其应用架构

2.2 系统结构

2.3 硬件平台的考虑与选择

2.4 软件框架的初步考虑与设计

3 硬件系统设计

3.1 硬件系统总体设计

3.2 电源设计

3.3 构建ARM 最小系统

3.4 外围接口电路设计

3.5 电力参数数据采集电路设计

4 系统软件平台搭建

4.1 ΜC/OS-Ⅱ的特点

4.2 移植ΜC/OS-Ⅱ的考虑

4.3 移植ΜC/OS-Ⅱ

5 构建ΜC/OS-Ⅱ拨号网络平台

5.1 LWIP 的简介

5.2 LWIP 的协议分层

5.3 LWIP 的进程模型

5.4 LWIP 的操作系统抽象层

5.5 LWIP 的缓冲区和内存管理

5.6 LWIP 向ΜC/OS-Ⅱ移植

5.7 LWIP 对调试的支持

5.8 LWIP 运行示例

5.9 系统调试

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录1:拨号调试信息

附录2:作者在攻读硕士期间发表论文情况

发布时间: 2006-04-05

参考文献

[1].智能型电力参数测试仪的研究与设计[D]. 魏民.武汉理工大学2003
[2].基于SOPC的电力参数综合测量系统的设计[D]. 李青倩.海南大学2014
[3].基于虚拟仪器的电力参数测量系统[D]. 易清华.西北工业大学2007
[4].基于DSP的发电机组电力参数检测系统的设计与实现[D]. 张伟.南昌大学2009
[5].低压配电电力参数监测装置设计[D]. 樊妮娜.太原理工大学2012
[6].基于LabVIEW的电力参数监测系统设计[D]. 李连玉.哈尔滨理工大学2010
[7].多功能电力参数监测仪的研制[D]. 裴亚强.东南大学2005
[8].基于DSP的低压电网电力参数监测系统的研究与设计[D]. 杨翠峰.武汉理工大学2007
[9].基于GPRS的电力参数测试仪设计[D]. 任晓萍.吉林大学2008
[10].手持式油井电力参数无线采集终端研究与设计[D]. 邢志方.东北石油大学2013

基于GPRS的电力参数远程监控系统的设计与实现

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