多功能多协议仿真电能表的设计与实现.pdf

武汉理工大学
硕士学位论文
多功能多协议仿真电能表的设计与实现
姓名:王臻
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:陈永泰
20080301
摘要电能是使用最为广泛的一种能源,涉及国民经济所有领域和人民生活的方方面面。随着我国电力事业的迅速发展,工业和民用电能表日益增多,出现了一户一表、甚至一户多表的情况。为了促进均衡用电,很多地方采用分时计费策略。这种发展趋势致使抄取电能表数据成为一个庞大的工程。越来越多的电力部门开始采用数据采集终端来代替原有的传统手工抄表模式,并通过系统接口为电力营销系统实现了数字化数据采集,提高了抄表的工作效率,保证了抄表数据的准确性。由于电力管理的严格化、具体化,电表种类的多样化,通信协议的不兼容性对数据采集终端的开发也提出了更高的要求。本文将电能表的通讯功能和计算机强大的存储、管理功能结合起来,设计并实现一个能仿真多种协议的电能表,为数据采集终端研发提供强大的测试工具,在提高工作效率本文首先对电子式电能表的定义、基本工作原理、应用等进行了介绍,分析了实现仿真电能表的意义和可行性。然后介绍了多功能多协议仿真电能表的总体设计,将系统分为数据存储模块、底层通信模块、高层管理模块三大模块,并对开发工具的选择及测试工具进行了介绍。数据存储模块是实现系统的基础,通过分析多种电能表的通信协议建立合理的数据库关系。底层通信模块是实现系统的关键和难点,也是本文的重点。主要是利用谕ㄐ爬嗍迪计算机与数据采集终端间的串口通信。利用数据库的存储和关系,实现了解析、构造不同协议的数据帧,可以支持仿真鯮链路上的块不同协议的电能表。高层管理模块是系统功能的体现。介绍了各个模块功能的实现。主要包括通信状况的显示和管理、电能表的管理、电表数据的管理、协议以及帧特性的管理等,另外还有电能表数据手动设置和自动变化、并通过图像显示数据变化趋势等功能。然后,介绍了仿真系统的测试环境和测试结果。本文的最后对本次课题的工作、设计的体会,以及今后需要进一步做的工作进行了总结。关键字:电子式电能表、通信协议、串口通信、数据库、多功能的同时降低开发成本。武汉理工大学硕士学位论文
..—.甅琣甋瑃,武汉理笱妒垦宦畚,琽.,,,瑀.,瑃瑃篸,瓺;甀Ⅱ
琲:,珻,,狥武汉理工大学硕士学位论文,,.—,,..瑃,
至筮独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名:日期:垄竺墨遥￡本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保留、送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
第滦髀课题研究背景随着我国电力事业的迅速发展,工业和民用电能表日益增多,无论是用户还是用电管理部门都迫切的需要现代化管理手段的介入,给用电部门在管理规范化、自动化和收费网络化方面提出了新的课题:如何对工业用电的电度表实现自动化管理;如何对高层楼宇的成千上万的居民实现抄表自动化等。而采用传统的人工挨家挨户抄取电能表数据,不可避免地存在以下问题:统计数据不准确,无法真实的反映用户用电情况;操作难以规范化,造成不明损失增加;数据采集不及时,无法实时反映系统的状况,不能对用户行为进行有效的监控;随着电子技术和通信技术的日益发展,人们已经成功解决自动抄表在实现电能表中的数据的系统。是一项集计算机、信息处理、数字通信等多种技术为它从根本上克服了传统的人工抄表模式的弊端,为电能现代化管理创造了良好一般包括数据采集系统ǖ缒鼙怼⑹莶杉斩,通讯子系统,且耗费人工作,成本高,效率低。显然,上述弊端使得人工抄表管理模式不能适应电力体制的改革,也直接阻碍了诸如分时电价运营、预支电费等先进管理模式的推行。无论是国外还是国内的电力部门都在积极寻求一种更先进、更有效地抄表方式以代替人工抄表,提高电能计费的效率。上的技术性问题,各种自动抄表系统应运而生。自动抄表系统遣捎猛ㄐ藕图扑慊缂际踝远杉⒋浜痛一体的高新技术,采用通讯和计算机网络等新技术自动读取和处理表计数据。条件。中心处理子系统。图狝幕灸J叫。武汉理』:大学硕士学位论文
◇—一离虐④国回⋯⋯⋯⋯。包⋯⋯⋯。曰⋯画囱缸中心处理‘系统//◆,,/画画囱画画囱⋯图卜蛐幕灸J屯能表:自动抄表系统中电能表是指数据记录存储以及交换能力的电力仪数据采集终端:与电能表进行数据通信,采集电能表数据的设备统称数据采