面向物聯(lián)網(wǎng)應用的電能信息采集終端研究與設計.pdf

1、21世紀的電網(wǎng)將進入“智能電網(wǎng)”的發(fā)展階段，智能電網(wǎng)最強大的特點是具有電能信息采集系統(tǒng)，電力部門、用戶、設備之間具有互動通訊能力，以確保信息的實時采集、監(jiān)控、處理和傳遞。電能信息采集系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，是實現(xiàn)電能信息“全采集、全覆蓋、全預付費”的基礎。本文針對物聯(lián)網(wǎng)應用的特性，根據(jù)電力管理部門和用電用戶的需求，應用嵌入式技術、有/無線通訊技術、RFID技術，給出了終端平臺的整體解決方案，從物聯(lián)網(wǎng)架構搭建到電能采集終端平臺的設計

2、以及軟件系統(tǒng)的實現(xiàn)。文章對搭建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的關鍵性技術進行了深入分析，實現(xiàn)的工作如下:
　　 (1)敘述了物聯(lián)網(wǎng)主要的三層體系架構，介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術的相關知識，搭建了系統(tǒng)總體設計方案并對上行通信傳輸協(xié)議幀進行了剖析;
　　 (2)給出了終端平臺的硬件設計方案，包括以ARM9為核心的嵌入式系統(tǒng)硬件平臺搭建、以ATT7022為計量采樣芯片的硬件設計和嵌入式安全模塊（ESAM模塊）的電路設計。終端的硬件平臺采用模塊化方式，其主控

3、制模塊和外圍接口模塊進行相對獨立的設計，方便對硬件模塊進行擴展，給出了終端的部分核心電路的設計，介紹ATT7022的芯片結構和工作原理，分析了采樣、信息處理和計量單元電路設計。
　　 (3)深入研究了基于GPRS的無線通信技術，利用GPRS技術構建了遠程數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)，完成了GPRS終端模塊接口電路的設計和遠程通訊程序的編寫，利用國家電網(wǎng)的規(guī)約格式進行數(shù)據(jù)傳輸。描述了RFID系統(tǒng)的組成和工作原理，給出了RFID模塊的硬件設計并開

4、發(fā)出相應的讀寫程序，設計了RS485本地通訊模塊與LCD顯示電路。
　　 (4)最后，通過采用主站系統(tǒng)、通信前置機、串口監(jiān)控軟件、電能表、GPRS測試軟件等工具對開發(fā)出的系統(tǒng)平臺進行性能、功能和穩(wěn)定性測試。
　　 通過實驗研究，本課題設計的電能信息采集終端，數(shù)據(jù)采集準確、數(shù)據(jù)傳輸可靠、管理實時便捷，計量與管理功能達到了預期的目標，以實現(xiàn)解決目前電網(wǎng)公司與用戶交互過少的問題，對于構建基于物聯(lián)網(wǎng)的電能信息采集系統(tǒng)具有普遍的參