基于GPRS的电能计量无线采集系统设计

论文摘要

电能计量管理直接关系到电力企业的经济效益和用户电费的合理负担,电能计量的准确性、可靠性一直是电力部门和用电用户关注的焦点。为进一步提高电能计量的稳定性、安全性及数据传输的可靠性和完整性,本文在深入研究当前电能计量技术和GPRS通信技术的基础上,提出并实现了基于GPRS网络的、融合计算机技术和数据库技术的具有多种功能的电能计量数据采集系统。本文论述了GPRS网络结构和工作原理,在此基础上通过通信方案对比以及系统的需求和功能分析,选择了适合要求的GPRS通信方案,并确定了系统结构。该系统底层通信采用RS-485总线方式,上层通信利用GPRS的Internet接入功能,在Internet上设置一个前置服务器,负责与GPRS终端设备的通信,实现数据的实时采集和传输。主要研究和设计了该系统的关键部分——数据采集终端的硬件和软件。对终端硬件的各个功能模块进行了分析和设计,并对其硬件电路进行了实现和调试。通过该设计终端硬件结构简洁,系统功耗低,运行稳定可靠,降低了其生产成本。结合系统的功能需求和总体结构,利用Microsoft公司Visual C++编程软件强大的Socket网络编程功能对监控中心的上位机监控软件进行了设计。实现了监控中心对数据采集点数据的自动抄录,并具有功耗低、实现简单、成本低、可升级、易扩展等特点。本文所研究的电能计量无线采集系统可以满足电力系统应用的需求,具有广阔的应用前景,会带来较好的经济和社会效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状及发展方向
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 GPRS 无线通信技术概述
• 2.1 GPRS 技术及优点
• 2.2 GPRS 网络结构
• 2.3 GPRS 网络传输协议平台
• 2.4 GPRS 网络的应用
• 2.5 本章小结
• 第3章 系统总体设计
• 3.1 电能计量原理
• 3.2 系统数据采集方式分析
• 3.2.1 RS-485 总线采集
• 3.2.2 低压电力线载波采集
• 3.2.3 红外采集
• 3.2.4 无线电波采集
• 3.2.5 电话线网采集
• 3.2.6 以太网采集
• 3.2.7 GSM/GPRS 网络无线采集
• 3.3 基于GPRS 的电能计量无线采集系统的构建
• 3.3.1 整个系统的构建
• 3.3.2 通信组织
• 3.4 本章小结
• 第4章 数据采集终端设计
• 4.1 功能要求及设计
• 4.1.1 功能需求
• 4.1.2 功能设计
• 4.2 终端总体设计
• 4.2.1 无线通信模块的比较选择
• 4.2.2 主要硬件资源介绍
• 4.2.3 终端硬件的总体结构
• 4.3 终端具体设计
• 4.3.1 测量模块设计
• 4.3.2 A/D 转换接口电路
• 4.3.3 电源电路
• 4.3.4 时钟电路
• 4.3.5 硬件抗干扰电路
• 4.4 终端软件设计及实现
• 4.4.1 软件开发环境
• 4.4.2 软件设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 系统管理软件设计
• 5.1 系统设计原则
• 5.2 系统目标要求
• 5.3 系统软件结构
• 5.4 系统软件设计
• 5.4.1 Visual C++和Socket 简介
• 5.4.2 监控中心软件程序设计和实现
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢