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智能电网互动终端系统设计与实现

作　者: 谢志林
导　师: 刘志刚
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 智能电网 互动终端 实时监测 GPRS通信 ZIGBEE通信 数据采集 分时电价 Windows CE EVC
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 396次
引　用: 7次
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内容摘要


智能电网是建立在集成的、双向的高速的通信网络的基础上,通过对先进的科技的运用,包括先进传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的运用,来实现电网的安全、可靠、经济、高效地运行的智能系统。根据智能电网自愈、互动、优化、兼容、继承等特征和要求,我们设计和实现了智能可视化电网远程监控与控制系统,即互动终端系统。此系统能通过GPRS通信模块与电力供应商之间进行通信,接受电力供应商的指令,同时上传数据和参数。互动终端系统通过ZIGBEE通信模块与多功能电表进行通信,向多功能电表发送指令,接受多功能电表上传的数据和参数。此外互动终端系统具有数据采集控制、数据的解析、保存及分析、按电网要求设置系统参数等功能。互动终端系统液晶界面具有数据实时显示、设备用电性能分析、查看消息发布、信息的查看、故障上传等功能。本系统在基于EPC8600嵌入式工控主板的Windows CE 5.0系统平台上采用EVC开发而得。本系统采用模块化设计思想,主要包括了电网参数采集模块,数据处理和分析模块,数据存储模块,数据显示模块,系统设置模块,用户和主站互动模块等,同时也编写了相关配置软件模块。本文围绕智能电网互动终端设计与实现过程,主要论述以下已完成的任务:1.互动终端系统总体方案的研究与设计。2.互动终端各功能的分析与研究。3.基于GPRS的与主站的通讯的设计与实现。包括进行数据传输的帧格式、数据编码及传输规则。4.基于ZIGBEE的与多功能电表通讯的设计与实现。包括通信协议的分析、选取和定义。5.数据的采集、解析、处理以及存储。6.可视化界面实现。包括互动终端的参数显示及分析、设备用电状况分析、以及分时电价显示。7.人机互动功能的实现。包括用户通过互动终端上报信息、查看主站发过来信息和通知、以及主站和互动终端的双向通信。多次实验表明,本文所论述的系统功能丰富,性能稳定,便于操作,便于维护和升级。该终端系统已得到相关部门的验收。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 本课题的研究背景  9-10
  1.2 本课题的研究内容  10-12
    1.2.1 智能电网的定义  10
    1.2.2 智能电网的特点  10-11
    1.2.3 智能电网的需要解决的问题  11-12
  1.3 本课题研究动态及发展趋势  12-15
    1.3.1 美国  12-13
    1.3.2 欧洲  13
    1.3.3 中国  13-15
  1.4 本文主要工作  15
  1.5 本课题的研究意义  15-17
第2章 互动终端系统的介绍  17-22
  2.1 互动终端所处的整个系统的介绍  17-18
  2.2 互动终端系统的介绍  18-19
  2.3 互动终端的硬件基础  19-20
    2.3.1 互动终端的搭建  19-20
    2.3.2 互动终端的软件参数  20
  2.4 系统设计要求  20-22
第3章 互动终端功能设计  22-36
  3.1 互动终端的界面功能设计  23-26
    3.1.1 用电信息查询和分析  23-24
    3.1.2 用电电费查询和分析  24
    3.1.3 信息互动信息  24-26
  3.2 互动终端与主站通信功能的设计  26-29
  3.3 互动终端与多功能电表的通信的设计  29-32
  3.4 互动终端结构及电气设计要求  32-36
第4章 互动终端功能实现  36-44
  4.1 互动终端开发的环境  36-37
  4.2 互动终端基于软件环境的串口通信的实现  37-40
    4.2.1 互动终端串口设置  37-39
    4.2.2 回调函数  39-40
  4.3 互动终端软件实现总体框架  40-42
  4.4 互动终端界面的实现  42-44
第5章 互动终端与主站通信方式的选择和实现  44-54
  5.1 互动终端与主站的通信方式  44-47
    5.1.1 GPRS通讯方式介绍和特点  44-45
    5.1.2 GPRS在智能电网互动终端应用可行性分析  45-46
    5.1.3 GPRS通讯模块与主站进行通信配置  46-47
  5.2 互动终端与主站的组网方式  47-49
  5.3 互动终端系统与主站的通信具体实现  49-54
    5.3.1 GPRS通讯模块与主站进行通信帧结构设计原则  49-50
    5.3.2 GPRS通讯模块与主站进行通信具体实现  50-54
第6章 互动终端与多功能电表通信方式的选择和实现  54-62
  6.1 互动终端与多功能电表的通信方式  54-56
    6.1.1 ZigBee通讯方式介绍和特点  54-55
    6.1.2 ZigBee通讯模块在智能电网互动终端应用可行性分析  55-56
    6.1.3 ZigBee通讯模块的选型及介绍  56
  6.2 互动终端系统与多功能电表的通信协议  56-58
  6.3 互动终端数据采集  58-60
    6.3.1 数据采集的特点  58-59
    6.3.2 数据采集的控制  59-60
  6.4 数据的接收和处理模块  60-62
    6.4.1 数据的接收模块  60
    6.4.2 数据的解析模块  60-62
第7章 数据的存取  62-66
  7.1 数据的存储  62
  7.2 数据的接收和处理模块  62-63
  7.3 配置软件的实现  63-66
第8章 总结和展望  66-68
  8.1 工作总结  66
  8.2 工作展望  66-68
参考文献  68-71
附录一 互动终端与多功能电表调试的情况记录  71-75
附录二 互动终端与主站调试的情况记录  75-79
在读期间发表的学术论文  79-81
致谢  81

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化
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