电力负荷管理系统230MHz蜂窝组网验证研究

论文摘要

电力负荷管理系统（PLMS）是电力营销和电力需求侧管理（DSM）的重要组成部分,其服务面已从原来的大电力用户扩展到广大的中、小电力用户,使终端数量不断增多和需要采集的数据量不断增大,原有的230MHz无线专网的集中控制方式已经不能满足当前任务的需要,必须建立一个功能较强的通信网络。为了顺应2005年6月国家电网公司《关于加快电力营销现代化建设的指导意见》的规定,充分利用230MHz无线专网安全性能好、系统可利用高的优点,解决现阶段电力负荷管理系统存在的问题,提出一种基于蜂窝式组网通信模式的新型电力负荷管理系统进行验证设计。本文首先在对230MHz无线专用网蜂窝式组网的理论分析的基础上,确定电力负荷管理系统的主要功能和技术参数。提出了基于230MHz蜂窝式通信方式电力负荷管理系统的设计方案。完成了电力负荷管理系统验证基站和终端试验设备的硬件原理设计,验证基站和终端采用相同的硬件设计,通过远程升级在基站与终端之间转换。硬件设计主要包括ARM核心模块、JATG接口模块、本地升级模块、实时时钟模块、交流采样模块、红外模块、键盘与显示模块等,并成功研制测试样机。完成了电力负荷管理系统软件的开发调试,在完成嵌入式系统μC/OS-II的移植基础上进行应用层的设计,应用层设计主要包括通信任务、抄表任务、处理任务、显示任务等。为了使基站和终端试验设备达到预定指标,需要在实际的地理环境下进行蜂窝验证系统的测试。在洛阳地区选择有代表性的20个节点安装蜂窝式电力负荷管理终端,在230MHz频段内选择7对频点搭建测试平台。测试结果表明在基站的发射功率为3W、高度为7m时,与其覆盖下的终端通信状态良好,终端工作正常,功能和性能指标达到设计要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本论文研究的主要内容
• 1.4 论文内容安排
• 第2章 电力负荷管理系统蜂窝组网设计
• 2.1 230MHz 无线蜂窝通信组网的初步规划
• 2.1.1 无线链路预测
• 2.1.2 蜂窝频率复用
• 2.2 230MHz 蜂窝组网设计
• 2.2.1 蜂窝组网的主要功能与技术指标
• 2.2.2 系统容量验证
• 2.2.3 关键技术分析
• 2.3 方案设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 蜂窝式电力负荷管理系统硬件设计与实现
• 3.1 功能要求
• 3.1.1 数据传输要求
• 3.1.2 输入输出回路
• 3.1.3 功能与性能要求
• 3.2 ARM 及STR710FZ2T6 处理器简介
• 3.2.1 ARM 概述
• 3.2.2 微处理器的选择
• 3.2.3 STR710FZ2T6 微处理器的硬件结构及特性
• 3.2.4 STR710FZ2T6 的体系结构
• 3.3 系统功能硬件设计
• 3.3.1 JTAG 模块
• 3.3.2 系统时钟模块
• 3.3.3 键盘显示模块
• 3.3.4 红外模块
• 3.3.5 控制跳闸报警模块
• 3.3.6 本地升级模块
• 3.3.7 交流采样模块
• 3.4 系统通信信道设计
• 3.4.1 GPRS 信道
• 3.4.2 电台与调制解调器
• 3.5 本章小结
• 第4章 蜂窝式电力负荷管理系统软件设计与实现
• 4.1 实时操作系统μC/OS-II 的内核
• 4.2 软件平台设计
• 4.3 应用层设计
• 4.3.1 多任务的优先级
• 4.3.2 应用层的划分
• 4.3.3 入口模块
• 4.3.4 通信任务
• 4.3.5 抄表任务
• 4.3.6 处理任务
• 4.3.7 显示任务
• 4.4 通信信道软件设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 测试与总结
• 5.1 实验内容
• 5.2 实验要求
• 5.2.1 实验环境
• 5.2.2 实验设备
• 5.2.3 实验原理
• 5.3 实验结果分析
• 5.3.1 园区内小范围实验总结
• 5.3.2 终端车载试验总结
• 5.3.3 测试中出现的问题及解决方法
• 5.4 测试结论
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 附录A 附录 园区小范围试验场强测量表
• 附录B 附录 车载试验场强测量表
• 附录C 附录 实物照片
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果