基于短距無線通信的農(nóng)網(wǎng)用戶剩余電流在線監(jiān)測技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

1、近年來，我國農(nóng)村地區(qū)低壓電網(wǎng)剩余電流故障頻發(fā)，這一方面影響了農(nóng)村供電穩(wěn)定性和可靠性，同時給農(nóng)戶的生命財產(chǎn)安全帶來巨大威脅。剩余電流監(jiān)測技術(shù)可以在線檢測剩余電流的大小，并在剩余電流故障發(fā)生后為農(nóng)電管理人員提供故障信息幫助快速恢復(fù)農(nóng)戶供電。本文研究了一種農(nóng)網(wǎng)低壓剩余電流在線監(jiān)測技術(shù)，包括剩余電流采集器、數(shù)據(jù)集中器、剩余電流監(jiān)測軟件三大部分。農(nóng)網(wǎng)管理人員可通過監(jiān)測軟件實(shí)時查詢臺區(qū)內(nèi)農(nóng)戶剩余電流和末端電壓情況，并根據(jù)上傳信息排查故障和處理事故。

2、
　　本文首先介紹了課題的研究背景，并對剩余電流檢測和在線監(jiān)測技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。接著，介紹了電磁式、霍爾式、磁調(diào)制式三種剩余電流檢測方法和最大值、平均值、RMS三種幅值量化方法，提出了“改進(jìn)型最大值”剩余電流幅值量化方法。利用NS2軟件從路由路徑、傳輸延時、丟包率三個方面對短距無線通信技術(shù)進(jìn)行仿真研究，得出了ZigBee技術(shù)在農(nóng)網(wǎng)供電臺區(qū)部署的可行性和可靠性。在系統(tǒng)功能和性能需求分析的基礎(chǔ)上給出了農(nóng)網(wǎng)低壓剩余電流在線監(jiān)

3、測系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，將系統(tǒng)分成剩余電流采集器、數(shù)據(jù)集中器、剩余電流監(jiān)測軟件三大部分。
　　隨后，根據(jù)系統(tǒng)中剩余電流采集器設(shè)計需求，將其分成主控芯片、剩余電流采集、電壓采集、ZigBee、電源和備用電源等功能模塊，分別給出各模塊的電路原理圖，并利用Altium Designer設(shè)計出4cm×5cm大小的剩余電流采集器PCB圖并予以實(shí)現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，給出了采集器在數(shù)據(jù)通信協(xié)議、主程序的軟件設(shè)計，以及ZigBee模塊的軟件配置。參考C

4、45剩余電流保護(hù)器尺寸和機(jī)械接口規(guī)格設(shè)計了剩余電流采集器的機(jī)械結(jié)構(gòu)。根據(jù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)集中器的功能需求，將集中器分為ZigBee模塊、電源模塊、存儲模塊、時鐘模塊、多模式（GPRS、藍(lán)牙、RS485）通信模塊等模塊，給出各模塊的電路原理圖，并利用Altium Designer設(shè)計出其PCB圖，并完成硬件測試。在此基礎(chǔ)上，從數(shù)據(jù)存儲管理、GPRS和藍(lán)牙通信協(xié)議、RS485總線通信協(xié)議、集中器主程序等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)集中器的軟件設(shè)計。
　　此

5、外，設(shè)計完成了基于B/S結(jié)構(gòu)云端數(shù)據(jù)庫的剩余電流在線監(jiān)測軟件和基于Android系統(tǒng)APP的移動智能終端剩余電流監(jiān)測軟件?；贐/S結(jié)構(gòu)的在線監(jiān)測軟件包含Socket數(shù)據(jù)通信軟件和Web在線監(jiān)測軟件兩部分，完成了基于Socket和IPC機(jī)制的Socket數(shù)據(jù)通信軟件的程序設(shè)計，并分別從前端Web界面、后端MySQL數(shù)據(jù)庫、后端PHP腳本完成了Web在線監(jiān)測軟件的前端和后端程序設(shè)計，其中PHP腳本通過IPC機(jī)制與Socket數(shù)據(jù)通信程序通

6、信實(shí)現(xiàn)了在Web界面上的實(shí)時數(shù)據(jù)查詢和參數(shù)配置讀取功能。完成了Android在線監(jiān)測APP的設(shè)備掃描連接和數(shù)據(jù)監(jiān)測兩大UI的設(shè)計，以及與UI對應(yīng)的Activity類和一些工具類（藍(lán)牙連接處理、SQLite數(shù)據(jù)庫操作等）的設(shè)計，給出這些類的UML類圖。
　　最后，完成了系統(tǒng)的總體聯(lián)調(diào)測試和現(xiàn)場安裝試用。對剩余電流采集器進(jìn)行充放電測試、標(biāo)定測試、功耗測試，完成剩余電流采集器和數(shù)據(jù)集中器的組網(wǎng)測試，并進(jìn)一步完成系統(tǒng)在浙江義烏和湖北棗陽臺