DMEPS分布式在线监控型消防应急电源的研制

论文摘要

随着智能化控制技术的不断发展、越来越多的高层建筑的出现、住宅区等规模的不断扩大,人们在对电力保障、消防安全及实时监控消防电源等方面提出了越来越高的要求。在这种背景下,本文从应用与实践的角度出发,研制了一套由RS485与GPRS构成的异构网来进行数据传输从而实现远程监控的分布式在线监控型消防应急电源系统。该系统能够真正地做到消防应急电源设备管理的智能化、自动化、网络化。第一,采用软硬件协同设计的思想提出了系统的总体设计方案,系统的整体架构分为EPS电源终端、通信网络、上位机监控端三大部分。同时建立了计算机丰机和EPS电源终端间的基于MODBUS的通信协议。第二,以EPS电源的控制芯片PIC16F874A和逆变芯片EE87C196MC为硬件核心,对EPS电源进行了详细的硬件设计;同时对控制和逆变部分进行了算法的分析和软件的设计。实现了对按键状态、参数采样和判定、输出及通信的有效控制,顺利地完成了由直流到交流的转换。第三,为了能够实现分布式在线监控,采用了由RS485和GPRS构成的异构网进行通信。对RS485进行了电路设计,可实现近距离通信;对GPRS进行了模块的选型和详细的软件设计,来完成远距离的通信。第四,对上位机的监控软件进行了设计,保证上位机能够实时地对EPS电源进行监控和管理。该监控软件包括对EPS电源管理、参数的显示、远程控制和报警等功能。第五,对系统进行了调试与运行,基本上能够达到研制的效果和要求。但逆变生成的正弦波中仍有干扰,需通过改进电路而进一步滤除;EPS电源的可靠性有待于进一步提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景与意义
• 1.2 国内外发展状况及趋势
• 1.3 主要研制的内容
• 1.4 论文的组织
• 第二章 相关理论与技术
• 2.1 EPS应急电源的相关理论与技术
• 2.1.1 EPS应急电源的工作原理
• 2.1.2 正弦脉冲宽度调制技术
• 2.1.3 ABM电池管理技术
• 2.2 RS-485总线标准
• 2.2.1 RS-485接口
• 2.2.2 RS-485多机通信原理
• 2.2.3 RS-485多机通信规则
• 2.2.4 使用RS-485要注意的问题
• 2.3 GPRS通信技术
• 2.3.1 GPRS的网络结构
• 2.3.2 GPRS分组数据传递过程
• 2.3.3 GPRS的优势及存在的问题
• 2.4 MODBUS通信协议
• 2.4.1 Modbus在不同网络上的传输情况
• 2.4.2 Modbus的传输模式
• 2.4.3 实现Modbus通信的三种方式
• 2.4.4 Modbus通信原理
• 2.4.5 Modbus通信的透明性
• 2.5 本章小结
• 第三章 DMEPS的总体设计
• 3.1 分布式在线监控型消防应急电源组成及架构图
• 3.2 整体系统的工作过程
• 3.2.1 EPS应消防应急电源的工作过程
• 3.2.2 通信监控
• 3.3 MODBUS协议设计
• 3.3.1 MODBUS协议通信帧格式
• 3.3.2 通信帧格式设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 DMEPS的硬件设计
• 4.1 EPS电源的硬件设计
• 4.1.1 PIC16F874A（EPS电源的控制芯片）
• 4.1.2 EE87C196MC
• 4.1.3 EPS电源其他电路设计
• 4.2 通信接口的电路设计
• 4.2.1 RS485/RS232转换器
• 4.2.2 GPRS接口电路设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 DMEPS的软件设计
• 5.1 EPS电源终端软件设计
• 5.1.1 EPS电源的逆变软件设计
• 5.1.2 控制部分的软件设计
• 5.2 上位机的软件设计
• 5.2.1 EPS电源管理
• 5.2.2 参数显示
• 5.2.3 远程控制
• 5.2.4 报警信息
• 5.3 本章小结
• 第六章 DMEPS系统的调试
• 6.1 整个系统功能的调试
• 6.2 逆变输出的正弦波
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表学术论文及参与项目情况
• 学位论文评阅及答辩情况表