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基于GPRS的用电现场系统终端单元的研究与开发

2020-12-02阅读(538)

基于GPRS的用电现场系统终端单元的研究与开发

论文摘要

用电现场系统是以自动抄表技术(Automatic Meter Reading,AMR)为基础加强了电力需求侧管理的要求而衍生的。逐步摆脱了长期人工巡查的落后局面,做到了数据采集实时、高效、准确、可靠,大大提高了用电管理的安全性和经济性,为实现用电管理数字化、信息化和现代化开创了一条新路。该系统的广泛应用、推广和投入运行在电力营销管理技术创新道路上又向前迈进了一步。本课题针对国内用电现场系统通信方式繁杂、传输可靠性差、通信成本高,系统功能单一,数据抄收实时性差等问题,采用GPRS技术结合公网通信模型,实现了低成本、高速、准确的数据传输;针对系统功能单一的问题,创新的提出双CPU设计方案,扩展了用电现场模拟量测量、电能质量实时监测、负荷控制、防窃电、油温测量、异常报警、自动升级等功能。主要研究内容及结论如下:(1)通过对比方案、优选了适用于用电现场系统的GPRS通信技术结合公网的通信实现方案,解决了系统丢失抄表数据、实时性差、通信成本高等问题。(2)实现用电现场模拟量测量、电能质量实时监测、负荷控制、防窃电、油温测量、异常报警、自动升级突破了传统自动抄表系统的功能限制,终端软件通过GPRS通信信道实现在线下载更新,便捷、准确、可靠。(3)通过硬件设计,兼容用电现场三相三线和三相四线制接法以适应不同用户的需求;通过软件设计,实现多种电能表兼容。解决了用电现场电表类型繁多对用电现场系统推广造成的障碍,扩大了终端的使用范围,同时降低了管理成本。(4)大规模现场运行表明,终端单元在完成自动抄表功能的基础上实现了各项新增功能,做到了联网迅速、数据抄收准确、运行稳定可靠、实时性强,能够及时发现异常情况并发出报警信息,节省了管理成本,增加了经济效益,提高了管理水平。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 概述
  • 1.2 用电现场系统国内外研究现状
  • 1.2.1 用电现场系统通信技术的国内外研究现状
  • 1.2.1.1 光纤通信
  • 1.2.1.2 无线扩频通信
  • 1.2.1.3 电话线通信
  • 1.2.1.4 电力线载波通信
  • 1.2.1.5 GSM网络通信
  • 1.2.2 用电现场系统终端单元硬件研究现状
  • 1.2.3 用电现场系统终端单元软件研究现状
  • 1.2.4 用电现场系统终端单元功能现状
  • 1.3 用电现场系统尚需解决的问题
  • 1.4 本文的主要工作
  • 第二章 GPRS通信技术
  • 2.1 GPRS通信技术综述
  • 2.2 GPRS通信技术产生背景
  • 2.3 GPRS通信技术简析
  • 2.3.1 GSM系统结构
  • 2.3.2 GPRS网络结构
  • 2.3.3 GPRS协议栈结构
  • 2.3.4 GPRS传输
  • 第三章 基于GPRS的通信系统模型
  • 3.1 GPRS结合光纤的虚拟网模式
  • 3.2 GPRS结合公网的模式
  • 3.3 基于GPRS的用电现场系统组网方式
  • 3.3.1 系统工作原理
  • 3.3.2 RS—485
  • 3.3.3 645规约
  • 3.3.4 IEC-870-5-101规约
  • 3.3.5 Socket连接
  • 3.3.6 TCP/IP协议模型
  • 第四章 基于GPRS的远程用电现场系统终端单元的设计
  • 4.1 用电现场系统的总体设计
  • 4.1.1 系统的设计原则
  • 4.1.2 系统总体结构
  • 4.1.3 终端单元的功能设计
  • 4.1.4 终端单元的硬件设计原则
  • 第五章 终端单元的硬件结构
  • 5.1 主CPU系统
  • 5.1.1 μPSD3234芯片介绍
  • 5.1.2 GPRS通信模块
  • 5.1.3 外扩数据存储部分
  • 5.1.4 与掌抄进行红外通信部分
  • 5.1.5 与多功能电能表的接口部分
  • 5.1.6 油温采集部分
  • 5.1.7 遥信开关量采集
  • 5.1.8 遥控接口部分
  • 5.1.9 次CPU系统与主CPU系统的接口
  • 5.1.10 整个终端的电源提供部分
  • 5.2 次CPU系统
  • 5.2.1 P89C51RD2的结构和性能
  • 5.2.2 ADE7758多功能电能测量芯片
  • 5.2.3 电流互感器（CT,Current Transformer）
  • 5.2.4 电压互感器（PT）
  • 5.2.5 看门狗电路
  • 5.2.6 RS-232接口
  • 第六章 终端单元的软件设计
  • 6.1 终端的主程序流程图
  • 6.1.1 系统初始化与自检测
  • 6.1.2 连接GPRS通讯服务器
  • 6.1.3 心路检测
  • 6.1.4 处理Socket通讯
  • 6.1.5 刷新系统时钟并采集油温
  • 6.1.6 与多功能电能表通讯
  • 6.1.7 相关数据的处理
  • 6.1.8 掌抄红外线通讯
  • 6.1.9 在线升级
  • 6.2 次CPU系统的相关软件设计
  • 6.2.1 ADE7758标定的软件设计
  • 6.2.1.1 次CPU程序部分
  • 6.2.1.2 微机应用程序部分
  • 第七章 终端单元的调试和性能测试
  • 7.1 终端性能和功能测试
  • 7.2 现场运行出现的问题及补救措施
  • 7.2.1 问题
  • 7.2.2 补救措施
  • 第八章 结论与展望
  • 8.1 结论
  • 8.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 学位论文评阅及答辩情况表

    • 相关论文文献

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