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无线多点MOA在线监测系统的研究与设计

作　者: 李文海
导　师: 陈晓飞
学　校: 华中科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 氧化锌避雷器在线监测无线泄漏电流电磁波唤醒
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

氧化锌避雷器(MOA)是电力系统中一种非常重要的过电压保护设备,其一旦发生故障将会造成重大的安全事故和巨大的经济损失。因此,设计一种MOA在线监测系统,实时地监测其运行状况对电力系统的安全运行有着非常重要的意义。本文对现有的MOA在线监测装置的不足进行了分析,并设计了一种无线多点MOA在线监测系统。该系统由数据采集端、数据接收端和监测终端三大部分组成。数据采集端在电源电路设计、芯片选型等方面都进行了低功耗考虑,同时在软件方面采用休眠技术和电磁波唤醒技术来进一步降低功耗。当数据采集端处于低功耗的休眠状态时,其功耗只有1.5mW,3.6V 19Ah的电池能够供数据采集端连续工作6~7年。此外参照补偿法,利用容性电流与电网电压之间π/2的相位差,设计了采集算法来得到基波阻性电流。最后利用硬件电路为每个数据采集端设计了不同的地址编号,在每次采集完毕后,数据采集端就根据自身的地址编号来设定不同的发送延时,从而有效地避免了数据冲突的发生;数据接收端作为连接数据采集端和监测终端的桥梁,负责发送监测终端的命令和接收数据采集端的信息;监测终端是用户和在线监测系统交互的平台。选用三星公司的S3C2440芯片作为监测终端的中心处理器,设计并移植了USB转串口驱动程序,利用Qt/E编写了终端界面程序。终端界面程序通过调用USB转串口驱动程序来实现和数据接收端的通信。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 课题背景及研究意义  8-9
  1.2 MOA 在线监测装置的发展现状和趋势  9-11
  1.3 本文的主要内容  11-13
2 MOA 的检测原理和方法  13-21
  2.1 MOA 的检测原理  13-15
  2.2 MOA 的检测方法  15-19
  2.3 本章小结  19-21
3 系统方案设计  21-29
  3.1 系统总体方案设计  21-22
  3.2 无线通信方式选择  22-24
  3.3 无线通信协议设计  24-26
  3.4 防冲突功能设计  26-27
  3.5 数据采集端低功耗设计  27-28
  3.6 本章小结  28-29
4 系统硬件设计  29-37
  4.1 系统硬件功能划分  29-30
  4.2 无线传输模块硬件设计  30-31
  4.3 LM3S1138 处理器硬件设计  31-32
  4.4 信号调理电路设计  32-35
  4.5 数据采集端电源电路  35-36
  4.6 串口转USB 电路设计  36
  4.7 本章小结  36-37
5 系统软件设计  37-46
  5.1 数据采集端程序设计  37-41
  5.2 数据接收端程序设计  41-42
  5.3 监测终端程序设计  42-45
  5.4 本章小结  45-46
6 系统调试与测试  46-50
  6.1 硬件调试  46-47
  6.2 多点无线通信测试  47-48
  6.3 系统整体测试  48-49
  6.4 本章小结  49-50
7 总结与展望  50-51
致谢  51-52
参考文献  52-55

无线多点MOA在线监测系统的研究与设计

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