基于嵌入式Web服务器的电量采集系统的设计与实现

论文摘要

随着中国经济的持续发展和电力领域管理自动化水平的提高,传统人工抄表存在的诸多弊端已不能适应如今的需求。十多年来,我国相继开发出一些自动抄表系统,其中多以电话线网络、电力线载波、RS-485总线等为主要通信方式。而这些通信方式在抗干扰、基础设施投入、适用范围等方面存在一些弊端。本文基于对无线宽带传输网络的研究,尤其是对GPRS的研究后发现GPRS网络通信具有覆盖范围大、传输速率高、按流量收费等特点,适合电力抄表系统的应用,结合电力远程抄表系统的具体需求,给出了基于GPRS网络的远程电力集中抄表系统的解决方案。本文结合国内多功能485智能电能表的运行现状,按照国家和电力行业标准,确定采集器的功能要求和运行指标。选用高性能价格比的嵌入式处理器,设计具有有线/无线/红外混合通信、本地显示、存储记忆、实时时钟等功能,适用所有带485通讯接口的单相、三相、分时智能电表的硬件电路,并编程实现相应功能,开发具有完全自主知识产权的低压电能量采集系统。主要完成硬件和软件两个方面的设计,硬件设计实现以下功能:（1）电力部门所辖区域内采用全无线方式抄收;（2）每个数据采集终端连接16个左右电表,由无线集中器将各数据采集终端抄得的电表数据传送到抄表中心。同时集抄系统能与省级电力公司的MIS系统或需求侧管理平台软件进行数据通信,上传抄收的数据。（3）抄表中心软件可根据设置的不同,改变抄表方式,可将无线集中器的数据定时向抄表中心发送,也可以设置为抄表中心主动向无线集中器要用户电表数据,无线集中器在接收到抄表指令后,立即向抄表中心发送需要的数据。结合系统硬件设计,对系统工作流程以及初始化等内容进行了较为详细的设计。对系统方案进行了技术测试的结果表明所设计系统稳定性和可靠性高,满足现代电力运营和电力管理多方面的需求,可以大大提高经济效益和运行效益,具有广泛的实用性和市场价值。最后提出了在研制开发嵌入式自动抄表系统中的一些缺点和不足,并提出了下一阶段工作思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.2 目前国内外技术、产品发展现状
• 1.2.1 远程自动抄表系统通讯技术的发展
• 1.2.2 多功能低压电量采集器的发展现状
• 1.3 系统实施内容
• 1.3.1 硬件开发
• 1.3.2 软件开发
• 第2章 电量采集系统需求分析
• 2.1 系统硬件功能需求分析
• 2.2 系统软件功能需求分析
• 第3章 系统硬件部分设计
• 3.1 系统网络结构
• 3.1.1 系统结构图
• 3.1.2 组网方式
• 3.1.3 通信网络
• 3.2 集抄器功能模块
• 3.2.1 控制模块
• 3.2.2 TCP/IP模块
• 3.2.3 GPRS无线模块
• 3.3 低压电量采集器通讯协议
• 3.3.1 链路层
• 3.3.2 应用层
• 3.4 嵌入式GPRS模块
• 第4章 系统软件部分设计
• 4.1 系统总流程
• 4.1.1 系统初始化程序流程
• 4.1.2 各任务流程
• 4.2 系统初始化设计
• 4.2.1 第一次上电系统初始化
• 4.2.2 非第一次上电系统初始化
• 4.3 系统基本参数管理
• 4.3.1 读取基本参数
• 4.3.2 设置基本参数
• 4.4 电能表485地址、资产编号管理
• 4.4.1 读取485地址、资产编号
• 4.4.2 新设485地址、资产编号
• 4.4.3 增加485地址、资产编号
• 4.4.4 删除485地址、资产编号
• 4.4.5 替换485地址、资产编号
• 4.5 电量管理设计
• 4.5.1 采集电量
• 4.5.2 冻结日、月电量
• 4.5.3 读取电量设计
• 第5章 系统测试技术方案
• 5.1 读取、写入资产编号（485地址）功能开发设计方案
• 5.2 系统功能测试流程设计
• 5.3 系统测试功能方案介绍
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.1.1 抄表系统经济性、效益性分析
• 6.1.2 存在的缺点和不足
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表