基于LPC2368的低压配电智能监控系统设计

论文摘要

低压配电智能监控系统实时监控配电网运行状况,完成自动测量、智能分析和数字通讯等任务。论文设计了实时性强、成本低的智能监控系统,对于电能质量的提高、电力用户的需求以及低压配电的安全稳定运行具有十分重要的意义。系统由主控模块、开关量模块和人机交互模块组成。主控模块采用NXP公司的ARM(LPC2368)作为中央处理器,实现对开关量模块采集的数据进行处理、判断及存储的功能;同时主控模块设计了异步通信单元,与开关量模块、人机交互模块构成实时通信系统,便于电参数的实时分析、判断和实时存储。开关量模块采用单片机STC12C5A60S2作为其控制核心,高精度电能测量芯片ATT7022B作为数据采集核心,实现开关量采集、数据采集、电参数测量等重要功能。为了系统操作直观、简便,设计了功能齐全、操作简单的人机交互模块,包括LCD显示、键盘操作和蜂鸣器报警等。通过实验室测试以及现场验证,系统运行良好,测量精度高,达到了预定的设计目标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 发展现状
• 1.3 工作与内容
• 第二章 基于LPC2368 的低压配电智能监控系统设计方案
• 2.1 系统功能要求及指标要求
• 2.2 监控系统电参数测量的理论基础
• 2.2.1 有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数的关系
• 2.2.2 电压、电流有效值测量
• 2.2.3 有功功率测量
• 2.2.4 无功功率测量
• 2.2.5 视在功率测量
• 2.2.6 能量测量
• 2.2.7 功率因数测量
• 2.3 系统硬件总体方案设计
• 2.4 系统软件总体方案设计
• 2.4.1 软件功能模块
• 2.4.2 软件层次结构
• 第三章 系统硬件结构
• 3.1 主控模块设计
• 3.1.1 LPC2368 处理器介绍
• 3.1.2 RS232 转RS422、RS485 接口
• 3.1.3 铁电存储器
• 3.1.4 RTC 实时时钟电路
• 3.2 电源模块设计
• 3.2.1 AD/DC 电压转换电路
• 3.2.2 5V/3.3V 电压转换电路
• 3.3 开关量模块设计
• 3.3.1 模拟量测量
• 3.3.2 开关量采集与输出控制
• 3.4 人机交互模块设计
• 3.4.1 人机交互模块设计方案
• 3.4.2 人机交互模块结构和原理
• 第四章 低压配电智能监控系统软件设计
• 4.1 系统开发的软件平台
• 4.2 主控模块软件设计
• 4.2.1 主控模块软件体系结构
• 4.2.2 LPC2368 上嵌入μC/OS-Ⅱ实时操作系统
• 4.2.3 主控模块任务设计
• 4.3 开关量模块软件设计
• 4.3.1 ATT7022B 校表配置
• 4.3.2 模拟量测量值读取
• 4.4 人机交互模块软件设计
• 4.4.1 主菜单页面切换模块
• 4.4.2 按键扫描模块
• 4.4.3 选项管理控制模块
• 4.4.4 数据输入模块
• 第五章 系统测试
• 5.1 系统计量功能测试
• 5.2 通信功能测试
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在硕士期间参加的课题和发表的论文