电能采集DTU的设计与实现文献综述

 2021-09-25 08:09

全文总字数:3376字

毕业论文课题相关文献综述

一、设计内容与要求

本课题旨在针对远程电能抄表系统设计并实现远程的电能采集器。该采集器针对远程电能监控,要求可以同时提供RS485,RS232通讯接口。支持以太网、GPRS、CDMA等传输通道,产品设计符合工业级标准,内嵌PPP、TCP/IP、DDP等多种协议,可实现用户设备到数据中心远程数据通信。

二、综述

远程自动抄表是运用微电子,计算机网络和传感技术,如自动仪表数据读取和处理技术,将现场电能源信息综合处理系统。自动抄表技术使管理部门能够看到所有的实时测量数据,实现能源数据的实时监控,远程控制和能量平衡分析,方便企业更加合理安排调度生产,可以作为公司领导提供决策依据。现在最常见的远程自动抄表系统使用线集中抄表方式,即每个电表通过采集器收集数据,再由收集器收取来自多个线连接的电表的信号和数据,在收集器中处理和存取数据。收集器之间使用RS485线连接,最后连接到计算机管理[1]。

电能采集系统的主要功能是对计量点的电量进行自动采集、统计、处理、分析和结算并有电能量考核功能,电能表数据采集器主要负责各信息采集点的电能信息的采集、数据传输、数据管理以及使用或转发主控站下发的控制命令,是整个电能采集系统的核心单元[2]。

采集器使用的是MSP430F149超低功耗单片机作为核心的处理器。MSP430F149是最新一代的具有集成USB的超低功耗单片机,可以应用于能量收集、无线传感以及自动抄表等场合,是最低工作功耗的单片机之一[3]。

三、具体方法

近些年来,短距离无线通信得到了广泛的应用,而一般使用的是数字信号单片射频收发芯片、单片机技术等平台而设计的。再添加上微控制器和少量外围器件构成专用或通用无线通信模块,一般射频芯片使用FSK调制方式,工作于ISM频段,通信模块一般包含特定的数据传输协议和自定的加密协议(奇偶校验、SIM卡校验等等),用户不需要对无线通信原理和工作机制有较深的了解,只要根据命令字进行操作即可实现基本的数据无线传输功能,因其功率小,开发简单快速而应用广泛[4]。

脉冲监测模块使用的是MSP430F149的外部中断实现的,当有来自电表的脉冲输入被触发时,将调用读数计算模块做一次电表读数计算。脉冲检测电路是用来来自表的脉冲信号转化为MSP430单片机可以接受的数字脉冲信号;485总线接口将使用了单片的485接口芯片MAX3487,将用来完成485总线的连接;供电电路在正常工作情况下是用外部输入电源对采集器供电,在停电的情况下,是用自带的锂电池进行供电的,成功实现了在断电的情况下,采集器也可以不间断运行[5]。

时钟管理模块使用单片机内部的WAICHDOG计时器来实现中断,运用软件来维护实时时钟,当来到设定的时间时,将会调用读数保存模块将当前电表的读数保存到FLASH中[6]。

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