论文摘要
随着全球电力以及其它能源经营市场化的发展,自动抄表(AMR)技术的应用愈加广泛。自动抄表系统就是对居民所用的水表、电表、气表进行通、断控制、数据获取、数据回传等操作,不需要人工上门进行抄表,实现远程自动抄表。它将电能以及其他能源计量数据自动采集、传输和处理,克服了传统人工抄表模式的低效率和不确定性,推进了能源管理现代化的发展进程本课题研究的集中控制混合抄表系统是由集中器通过射频(RF)/电力线载波(PLC)的混合抄表方式,是对用户表计进行集中抄读和集中控制的自动抄表系统,然后集中器结合目前社会上应用广泛、成熟的网络如Internet和移动通信网络等向主站(后台)传送表计信息。该系统克服了目前社会上存在的抄表系统不仅抄表方式单一,并且网络结构简单的缺陷,进一步提高抄表系统的综合性能。论文首先对目前市场上的各种抄表系统进行了分析,并根据抄表系统应用的实际情况,就RF抄表方式和PLC方式的优缺点进行了重点归纳和总结,为后续的设计作铺垫。然后,论文就用户居住的楼房特点进行详细的分析,结合RF/PLC抄表方式的传输特性,以及考虑到降低网络成本等原因,对不同居住情况下的抄表系统的组网方案进行了设计。论文从应用需求出发,分析了抄表系统的功能需求和要解决的问题,制定了系统的通信协议,设计了系统的总体实现方案,划分了系统软件功能模块,介绍了所需的软件平台,并对路由模块进行详细地阐述,最后介绍了系统正常维护的思路。在对集中抄表系统的组网方式的方案讨论、软件实现以及调试的基础上,对系统进行性能分析,结果表明设计正确,达到了预期目的。本论文的创新工作之一,是对现有的抄表系统组网方式的改进。为了能够有效地抄取到表计信息,在一个电力变压器所供电的范围内设立一个集中器,使得抄表终端与集中器的距离能够在RF或PLC方式的有效传输范围内,这样提高抄表性能,并且根据需要还可以采用集中器的级联来实现更大范围内数据的集中处理。创新点之二是设计了一种适合本系统的数据传输协议。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 课题研究的背景1.2 课题提出以及研究意义1.3 国内外研究现状1.4 课题研究的主要内容1.5 本论文的内容安排2 常见抄表系统2.1 电力线抄表系统2.1.1 电力线抄表简介2.1.2 电力线载波抄表系统的优缺点2.2 专线抄表系统2.2.1 RS-485 总线集中控制抄表系统2.2.2 租用电话线网络控制抄表系统2.2.3 光纤抄表系统2.3 无线抄表系统2.3.1 RF 抄表系统2.3.2 红外线抄表系统2.4 几种抄表系统的比较2.5 本章小结3 RF/PLC 混合集中抄表系统的组网方式3.1 系统需求分析3.1.1 抄表系统的组网需求分析3.1.2 抄表系统的性能需求分析3.2 RF/PLC 混合集中抄表系统整体方案3.3 集中器控制抄表方式3.4 基于RF 抄表子系统3.4.1 基于RF 抄表子系统的网络结构3.4.2 路由查找方案3.4.3 基于RF 抄表子系统的缺陷3.5 基于PLC 抄表子系统3.5.1 基于PLC 抄表子系统的网络结构3.5.2 路径寻找方法3.5.3 基于PLC 抄表子系统的缺陷3.6 基于RF/PLC 混合抄表系统的组网设计3.6.1 概述3.6.2 基于RF/PLC 混合抄表系统的体系架构3.6.3 应用环境及其特点分析3.7 混合抄表系统的路由策略3.8 基于RF/PLC 的集中器抄表子系统的级联3.9 本章小结4 RF/PLC 混合抄表系统的软件设计4.1 混合抄表系统的软件设计特点4.2 混合抄表系统通信协议的设计4.2.1 概述4.2.2 通信协议中的约束条件4.2.3 集中器与后台通信协议4.2.4 集中器与通道的协议4.2.5 通信协议的容错4.3 软件设计的硬件平台4.4 系统软件整体方案设计4.4.1 系统工作原理4.4.2 系统软件主要模块功能及框图4.4.3 系统软件工作流程4.5 抄表路由表的设计4.5.1 路由表建立流程图4.5.2 路由表中的数据表及其结构4.5.3 路由表初始化过程4.5.4 路由表初始化关键程序设计4.6 系统抄表功能的实现及正常维护4.6.1 定期抄表4.6.2 路由表的周期维护4.6.3 路由表的动态维护4.7 本章小结5 系统调试及性能分析5.1 RF 抄表方式的性能分析5.1.1 RF 抄表方式现场试验5.1.2 RF 抄表子系统性能分析5.2 PLC 抄表方式的性能分析5.2.1 PLC 抄表方式现场试验5.2.2 PLC 抄表子系统性能分析5.3 基于RF/PLC 混合网络方式的性能分析5.3.1 概述5.3.2 具体应用情况分析5.4 本章小结6 结论与展望致谢参考文献附录
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