基于Web Service的嵌入式远程抄表监控系统的设计与实现

论文摘要

随着计算机、网络以及通信技术的迅速发展,传统的自动抄表系统因结构简单、功能单一等缺点已经不能满足要求。采用Linux操作系统的嵌入式自动抄表系统正成为发展方向。随着嵌入式抄表网络的日益庞大,远程抄表监控终端与客户端以及多个监控终端之间的数据通讯成为一个难点。本文在此基础上提出了一种新的基于嵌入式系统和Web Service技术的远程抄表监控终端,并给出了详细的软硬件设计方案。远程抄表监控终端的嵌入式核心板CPU为LPC2210。首先为核心板设计了远程抄表监控终端所需的外围电路,然后在开发好的硬件平台上移植和裁减了uClinux操作系统,建立了应用程序的开发环境。远程抄表监控终端软件设计主要包括数据采集和Web Service的设计和实现,重点是使用gsoap软件包设计了供客户端调用的Web Service,并详细论述了远程抄表监控终端与客户端的通信。设计好的远程抄表监控终端作为一个网络接点,分配给其相应的网络地址,实现资源服务的分布式系统的集成。客户端在.NET平台下用Visual C#语言开发,通过调用Web Service来进行远程控制、获得所需的数据并按照用户的要求对数据进行各种分析和处理。此外,本文还讨论了小波分析方法在用电规律分析和电力突变信号检测中的应用。仿真结果表明,小波分析是分析电力信号的有效工具,既可以发现用电规律,也可以检测电力信号中由故障引起的突变现象。本文提出的基于Web Service技术的嵌入式远程抄表监控系统,采用Web Service技术后增加了客户端的灵活性,用户不用关心底层的协议,而可以把重点放在上层程序的开发上面,大大提高了系统的可拓展型、灵活性与稳定性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 远程抄表系统通讯方式的发展现状
• 1.3 WEB SERVICE 技术概述
• 1.4 课题研究的意义及创新点
• 1.5 本文主要内容
• 2 系统总体设计
• 2.1 总体架构
• 2.2 系统功能设计
• 2.3 系统硬件设计
• 2.4 软件设计
• 2.5 本章小结
• 3 远程抄表监控终端硬件设计
• 3.1 嵌入式核心板
• 3.2 RS485 接口和RS232 接口电路
• 3.3 JTAG 接口电路
• 3.4 以太网
• 3.5 本章小结
• 4 操作系统移植
• 4.1 UCLINUX 操作系统的特点
• 4.2 UCLINUX 操作系统移植
• 4.2.1 交叉编译环境的建立
• 4.2.2 BootLoader 的设计
• 4.2.3 uClinux 内核引导
• 4.2.4 根文件系统的选择
• 4.2.5 uClinux 内核配置
• 4.3 移植GSOAP 软件包
• 4.3.1 裁减gsoap
• 4.3.2 编译gsoap
• 4.4 本章小结
• 5 远程抄表监控终端软件设计
• 5.1 系统线程设计
• 5.2 读取电表数据
• 5.3 电压采集
• 5.4 WEB SERVICE 服务方法的设计
• 5.5 远程抄表监控终端与客户端通信
• 5.6 本章小节
• 6 客户端软件设计
• 6.1 客户端功能
• 6.2 界面设计
• 6.3 本章小结
• 7 基于小波分析的用电规律分析和故障检测
• 7.1 引言
• 7.2 小波变换在用电规律分析中的应用
• 7.2.1 每日中部时间段信号分析
• 7.2.2 深夜时段的信号分析
• 7.3 小波变换在电力系统故障分析的应用
• 7.3.1 电力系统常见故障分析
• 7.3.2 小波变换在突变信号检测中的应用
• 7.4 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢