远程电力抄表系统 ——集中器的设计与研制

论文摘要

现在远程电力抄表系统成为了电力部门管理、分析、处理各种电量数据的一种重要选择措施;“农村电力远程抄表系统”来源于电力企业与贵州大学的横向合作,项目由用户载波电度表、集中器和后台管理系统三个部分构成。本文研究农村电力远程抄表系统的集中器部分,主要内容为:集中器接受后台管理系统的控制指令,然后将用户载波电度表采集的信息保存并传送到集中器,再由各集中器上传数据到后台管理系统的活动。课题研究的目标:利用嵌入式技术,针对农村电力远程抄表系统控制要求,深入研究集中器的软硬件设计思想,为实际系统的开发提供较为全面的理论和技术支持。回顾了嵌入式技术发展的历史和最新进展,并根据集中器的功能要求,结合国内外相关技术的发展现状,提出了基于嵌入式技术的集中器的设计方案和实现方法。在硬件上,具体包括时钟模块、大型存储单元、电力线载波通讯、电话通讯、RS485通讯、RS232通讯、主控单元七个功能部分。利用流行的嵌入式技术,采用标准的ARM芯片(ARM7TDMI系列的S3C4510B),搭载外围扩展部件(电源模块、工作时钟、复位、RS232驱动器、以太网驱动器、Flash、SDRAM,JTAG接口等),构建硬件系统。并对系统进行相关模件的调试。使系统基本达到集中器的硬件平台的要求。在软件上,选用嵌入式开发平台ADT(ARM Developer Tools,ARM开发工具),实现了两个基本功能模块——集中器与表的通信和控制模块、后台与集中器的通信和控制模块的软件系统的设计。直接利用汇编语言,按照国标及南方电网的相关协议进行编程。充分考虑实际使用中的各种异常处理方法,保证集中器准确可靠地运行。总结整套系统的技术特点,对系统需要优化和扩展的地方也做了说明。通过本课题的研究,基本满足了集中器的功能要求,并在系统选型、软件实现等环节,进行较为系统的研究,为实际装置的设计提供重要的参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 课题前言
• 1.1 课题来源、研究内容、拟解决的关键问题及目标
• 1.2 有关技术背景
• 1.3 小结
• 第二章 系统设计方案
• 2.1 系统整体方案
• 2.2 硬件体系
• 2.3 软件体系
• 2.4 小结
• 第三章 系统硬件组成
• 3.1 系统硬件概述
• 3.2 功能单元的设计
• 3.3 硬件系统调试
• 3.4 小结
• 第四章 系统软件设计
• 4.1 系统软件设计概述
• 4.2 串行通讯工作原理与编程实现
• 4.3 以太网控制器
• 4.4 通信管理
• 4.5 电力载波通信协议—集中器与表
• 4.6 电力载波通信协议—后台与集中器
• 4.7 小结
• 第五章 结论
• 5.1 系统的技术特点
• 5.2 系统的优化和扩展
• 致谢
• 参考文献