远程智能电表抄表系统的设计开题报告.docx

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资源描述

1、毕业设计(论文)开题报告题目: 远程智能电表抄表系统的设计、本课题设计(研究)的目的:随着城乡电网建设的深入进行,我国的传统的电能表工人抄收方式已经不适应电 力改革的要求,阻碍了先进管理模式的推行。加上供电部门所管辖的电表数量的急剧 上升,电表的抄收率较低,人工干扰的环节多,不便于进行线损分析,用电稽查等工 作的展开。还有就是以往电表的不精确已引起大多数用户的不满,为了提高更好的供 电质量和供电服务,电力部门需要从用户处尽快获取更多的数据信息,如电能需要量、 分时电量和负荷曲线等。智能抄表技术就是在电网技术和管理两方面急待进步、改革 的迫切需求下慢慢发展起来的。同时随着电力通信技术的发展,远程

2、智能电表自动抄 表已经成为发展的必然趋势,因而电力部门迫切需要远程智能电表自动抄表系统。智能抄表集计算机技术、通信技术、用电及计量技术于一体,肯有抄收速度快、计算 精度高、抄表同时性好、可直接与营业计算机联网等突出的优点。采用自动抄表系统 可以缓解抄表人员的劳动强度,降低人为因素造成的抄表程度误差,并能迅速地统计 低压实时线损,降低用电成本,同时对于加强用电管理,防止国家电力资源的大量流 失等都具有积极的意义。二、设计(研究)现状和发展趋势(文献综述):现状近年来,智能抄表技术在国内外应运而生,国内外许多国家正在大力发展开发电 能智能抄表系统的研制工作。在国外,如美国等发达国家已把智能抄表系统

3、广泛应用于配电管理之中了。以色 列尤尼克(Unique)技术公司开发了collect。r集中抄表系统,利用现有的电网和电表, 以电力线作为信息传递媒介,建立数据采集通信系统,通过线载波技术将信息远距离 传送。在国内,近几年,随着电子技术与通信技术发展,国内外大批资金的注入,科研 工作取得重大突破,为低压电力载波通信技术的成熟创造了条件。在国外,远程电力 抄表系统的研究比国内要早十几年,应用也很广泛,目前已经在向利用电力线载波通 信实现家庭自动化的方向上发展了。在电力线载波通讯方面,已经研究提出了统一的 由国际电工委员会采纳作为IEC62056国际标准的电能表通信协议DLMS/COSEM。这就

4、使远程电力抄表系统的发展更加规范和具有互操作特性,使远程电力抄表系统的发展 更加迅速和有了统一的方向。虽然我国对智能抄表技术的研究起步较晚,但是发展速 度很快。目前,国内生产智能抄表的厂家超过15 0家。通过电力工业部电力设备及仪 表检测中心检测的厂家接近100家,受理的专利超过165项。据不完全统计,安装的智 能抄表用户超过250万户抄表技术多样公:总线、载波、红外、工频、超窄带(UNB)。 抄表方式多样化:单表、多表。系统功能逐步完善,除抄表外,还具有线损统计、用 电考核、远程控制、自动收费并与银行联网等。文献综述在国内,远程电力抄表系统的研究,目前处于理论转化为实际应用的关键时期, 同时

5、也在积极开展讨论制定我国的低压载波抄表系统国家标准的工作。远程集抄 系统在我国已经发展了十几年,但实际应用状况却不如人意,许多已安装自动抄表系 统的楼盘由于计量不准确,最后不得不又返回到人工抄表的老路上来,虽然产生这种 现象的因素是多方面的,但仔细分析,根据现在的生产原理出现这种情况是必然的。 所以很多人都在研究这项技术。这里几个较有代表性的远程抄表系统设计,智能化远程抄表系统的研制1 文中,介绍了一种集传感器技术、仪表检测技术、芯片技术、通信技术和信息管理 技术于一体的智能化远程抄表系统。该系统由脉冲远程电表、采集集中器、程控电话 交换网通信线路和抄表主站组成。基于PSTN公用交换电话网进行

6、数据传输,具有可靠 性高、保密性强、成本低廉、操作简单和维护方便的特点。抄表主站软件具有抄表 拨号、接收并存储采集集中器送来的数据信息、用户交费并打印交费清单和数据查询 等功能,且具有功能齐全、界面清晰、显示直观和操作方便等优点。该智能化远程 抄表系统与国内同类系统相比,具有如下创新:系统为无源抄表系统,不采用220V 交流电源供电,既避免了交流电源干扰,又无需庞大的整流设备、充电电路和价格昂 贵的充电电池,使系统结构简单,成本低廉。采集集中器中采用专用通信芯片 CMX868进行数据通信,该芯片具有功耗低、数据传输可靠、结构紧凑和接入现有PSTN 公用交换电话网方便等优点。而在构建新一代电能量

7、计量系统主站平台0文中, 对电力系统远程抄表的软件设计做了较好的探讨。提出了构建新一代电能量计量系统 主站所需要的平台,并对平台的选择和搭建进行了描述。电能量计量系统(TMR)是 应用先进的计算机网络通信和控制技术,采用分层、分布、开放型结构,实现对电网 电能量的远程自动采集、电能量数据处理及电能量统计分析为一体的综合自动化系 统,并通过支持系统实现与其他系统的互联,为电力企业的商业化运营提供科学的决 策依据。它由主站系统和厂站系统组成,主站系统由前置机、数据库服务器、电量应 用服务器、网络设备、GPS时钟接收设备等组成。基于电力载波通讯的智能抄表系统:就目前电表数据采集中存在的种种弊端,提

8、出智能抄表系统利用电力载波通讯模块KQ-100E尽心集中抄表:由主站通过电力线载 波通讯道将多个电能表点能量的记录值的信息进行集中抄读的系统。系统主要是由载 波电表,集中器,信道和上位机等设备组成。实践证明,装有载波收发模块的智能抄 表系统拥有采集数据快,通讯成功率高,抗雷击性能好等特点,这种智能表将实现真 正意义上的“本地网”,统一计费,统一营收”,做到整个社会范围内的能源管理自动叽 由CAN/RE-485组成的双层网络结构实现用户计量仪表数据远程传输的网络结构设 计,给出了协议转换网桥的硬件设计和软件流程。实践测试表明,所设计的系统成本 较低,可靠性高,扩展性能好,抗干扰能力强,达到了设计

9、要求。在远程智能电表抄表设计中,作为电力抄表等非实时系统的主要通道,GPRS 技术能满足电力系统远动通信对速度、质量和可靠性等的要求,可以作为远动通信的备 用通道也可以作为电力抄表等非实时系统的主要通道文中分析了GPRS技术的特点和 电力通信网对通道的要求,从技术角度和经济角度对GPRS技术应用于电力通信的可行 性进行分析,并给出两种典型应用结构问.单片机典型模块设计实例导航回中详细说 明了以单片机的功能为模块,以外围器件、相关电路设计的实际应用内容,以实例问 答的方式向读者介绍了如何将单片机硬件、程序和外围器件的选择合理地实施到项目 开发中。关于低压用户集中抄表系统综述卩中,归纳了低压用户集

10、中抄表系统的 基本结构,简要分析由专线、无线电、电力线载波等信道构成的集中抄表系统的发展 过程和特点。根据目前试用情况,提出低压电力集中抄表系统推广应用中有待解决的 系统规划设计、传输规约和配电网络资源管理等问题。在三线一表远端抄表系统的 研制8介绍一种三表一线远端抄表系统,该系统可以通过一根电话线远端抄取用户的 电表读数、水表读数和煤气表读数。本文介绍了该系统的构成原理,并着重介绍了通 信系统的组成。自动抄表系统原理与应用回一书中,对远程自动秒表系统的设备 工作原理与系统的构成,低压电力载波自动秒表系统,自动抄表系统的智能表,智能 自动抄表硬件系统,远程抄表监控系统软件,典型远程自动抄表系统

11、的应用实例等都 作了介绍。半导体技术提供了一种低成本,可靠和低功耗的方法来完成远程自动抄表10.而在远程智能电表抄表设计中要考虑本电信传输介质的质量,由失败的单传输 的概率表示,对自动抄表系统的容量的影响。失败的消息传输导致重传的必要性,可 能出现的多次重传g。综上特点,直读远传表将成为未来的主流表具,但是不管采用何种方式,表具 必须具备直接输出数据的功能,系统采用总线制结构将成为主流。在我国,目前在城 镇居民小区,已经建成了为数不少的集抄系统,相关的研究工作也在同步进行之中。 而目前农村远程电力抄表系统的实现还没有广泛得到应用,还有待进一步探索的。总 之,目前国内外关于远程抄表的研究已经发展

12、到了一个相对成熟的阶段,特别是电力 电量的远程智能抄表,已经进入实用应用开发阶段,无论是基于电力线载波的抄表系 统,还是基于GPRS无线网络的远程抄表系统,都已有了较为成熟的理论基础和实践经 验,为我们的进一步研究提供了有力的保证。三、设计(研究)的重点与难点,拟采用的途径(研究手段): 设计的重点与难点本课题针对目前居民小区能耗计量实际现状,以及能耗计量的数据远传和网等问 题而设计的电表联网远程抄表系统。该系统主要运用廉价的单片机作为CPU分站。对 用户的电量等能耗信息进行采集。系统采用分布式结构,与上位微机一起构成典型的 分布工测控系统.针对目前电表联网远程抄表系统发展的现状和存在的问题,

13、结合本课题的设计任 务和技术要求,本文主要解决以下几个方面的问题:1完成远程抄表系统的硬件设计, 达到如下功能或性能:(1)能耗抄取:数据采集器正确采集电量信息,存储在采 集器中;自动定时地对电表进行抄表,将抄得的数据存储在集中器中;能通过抄表器 抄取集中器中的能耗数据;集中器自动定时地对采集器进行抄表,将抄表的数据存储 在集中器中;上位机可以远程获取用户的各类能耗信息。 (2)参数设置:上位机 可对集中器、采集器的参数进行设定,可对用户的电量进行设置,并可以根据电表信 息对采集器进行设定。2完成各部件和上位微机的软件设计:(1)对采集器和集 中器中各硬件进行程设计,包括系统主流程及各子程序的

14、编写;各个硬件的驱动及初 始化。 (2)上位机的软件设计:采用客户机/服务器的客户服务形式对上位机进行 软件编程。拟采用的研究方法首先分析研究课题,理清思路,并且对每个模块进行分块研究。接下来,细致的 研究芯片,对于芯片来说,可以阅读数据手册快速了解芯片,然后根据模块要求画出 硬件电路图,然后通过单片机编程,写程序,验证看是否正确。同时也可以通过在线 仿真,对各个变量以及寄存器的数值来调试。最后根据实际情况,模拟仿真。四、设计(研究)进度计划:1查找和搜集文献和资料,阅读和消化文献第4周2提出论文创新点,方案论证确定设计方案第56周3列出毕业设计的思路和提纲第7周4按照提纲进行设计,解决出现的问题第811周5撰写论文,完成程序编制工作第1214周6检查修改文档,调试程序,打印论文第1517周

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