面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的電能信息采集終端研究與設(shè)計(jì).pdf

1、21世紀(jì)的電網(wǎng)將進(jìn)入“智能電網(wǎng)”的發(fā)展階段，智能電網(wǎng)最強(qiáng)大的特點(diǎn)是具有電能信息采集系統(tǒng)，電力部門、用戶、設(shè)備之間具有互動(dòng)通訊能力，以確保信息的實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控、處理和傳遞。電能信息采集系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)電能信息“全采集、全覆蓋、全預(yù)付費(fèi)”的基礎(chǔ)。本文針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的特性，根據(jù)電力管理部門和用電用戶的需求，應(yīng)用嵌入式技術(shù)、有/無(wú)線通訊技術(shù)、RFID技術(shù)，給出了終端平臺(tái)的整體解決方案，從物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)搭建到電能采集終端平臺(tái)的設(shè)計(jì)

2、以及軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。文章對(duì)搭建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了深入分析，實(shí)現(xiàn)的工作如下:
　　 (1)敘述了物聯(lián)網(wǎng)主要的三層體系架構(gòu)，介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，搭建了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案并對(duì)上行通信傳輸協(xié)議幀進(jìn)行了剖析;
　　 (2)給出了終端平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)方案，包括以ARM9為核心的嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)搭建、以ATT7022為計(jì)量采樣芯片的硬件設(shè)計(jì)和嵌入式安全模塊（ESAM模塊）的電路設(shè)計(jì)。終端的硬件平臺(tái)采用模塊化方式，其主控

3、制模塊和外圍接口模塊進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)，方便對(duì)硬件模塊進(jìn)行擴(kuò)展，給出了終端的部分核心電路的設(shè)計(jì)，介紹ATT7022的芯片結(jié)構(gòu)和工作原理，分析了采樣、信息處理和計(jì)量單元電路設(shè)計(jì)。
　　 (3)深入研究了基于GPRS的無(wú)線通信技術(shù)，利用GPRS技術(shù)構(gòu)建了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)，完成了GPRS終端模塊接口電路的設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)程通訊程序的編寫，利用國(guó)家電網(wǎng)的規(guī)約格式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。描述了RFID系統(tǒng)的組成和工作原理，給出了RFID模塊的硬件設(shè)計(jì)并開

4、發(fā)出相應(yīng)的讀寫程序，設(shè)計(jì)了RS485本地通訊模塊與LCD顯示電路。
　　 (4)最后，通過(guò)采用主站系統(tǒng)、通信前置機(jī)、串口監(jiān)控軟件、電能表、GPRS測(cè)試軟件等工具對(duì)開發(fā)出的系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行性能、功能和穩(wěn)定性測(cè)試。
　　 通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，本課題設(shè)計(jì)的電能信息采集終端，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)傳輸可靠、管理實(shí)時(shí)便捷，計(jì)量與管理功能達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)解決目前電網(wǎng)公司與用戶交互過(guò)少的問(wèn)題，對(duì)于構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的電能信息采集系統(tǒng)具有普遍的參