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基于GPRS的智能电表远程抄表系统设计

作　者: 张小龙
导　师: 杨景常
学　校: 西华大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: GPRS远程抄表 MSP430FE427 智能电表 复费率 数据采集器
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本设计通过无线通信的方式，利用如今成熟的GPRS网络，设计出一套建设成本低，数据传输准确，适应复杂环境的GPRS远程复费率抄表系统。该系统不仅能够解决人工抄表工作效率低、漏抄、估抄以及安全隐患等方面的问题，而且还能够改善电力部门的管理。既节省了人力物力也提高了工作效率，为实现错峰电力调度提供实时的数据，同时为提高电能计量管理水平提供准确、高效、安全的数据信息。整个系统包括两大部分，即楼宇电能信息采集系统和抄表管理中心系统。其中楼宇电能信息采集系统是由智能电表和数据采集器两部分构成。智能电表利用集电能数据采集模块ESP430和MCU于一体的单片电能采集芯片MSP430FE427为核心，并结合外围时钟模块DS1302、NE555构成的红外发射模块，SOTO1738构成的红外接收模块、MAX485构成的RS485通信模块、LCD1602构成的液晶显示模块以及电源模块实现对智能电表的设计，完成对有功电能数据的采集和复费率结算以及电能信息的显示和电能数据的传输。数据采集器模块采用性价比较高的8位单片机AT89C55作为微处理器，并扩展外部存储器24LC08完成对采集参数和采集数据的存储和管理，利用实时时钟模块DS1302完成对电能表数据的定时抄收。通过AT89C55内部定时器模拟串行接口，实现以RS485主从通信方式与多块电能表的组网。通过AT89C55芯片固有的一个串行接口和GPRS DTU进行连接，将采集的电能数据通过GPRS网络发送到抄表管理中心。抄表管理中心利用VISUAL BASIC语言开发，结合深圳宏电公司的GPRS DTU开发包，通过网络通信编程和ACCESS数据库技术，实现对电能表和采集器的参数设置以及对电能数据的远程抄收和管理。通过Agilent33220A函数发生器产生基准电能量信号，将采集得到的电能数据进行修正，修正后的有功电能量误差能控制在0.7%以内。通过最终的联机调试表明该系统能够很好地完成远程抄表并实现电费的复费率结算等功能，具有一定的优越性，能为电力部门抄表提供了一套有效的解决方案。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-13
  1.1 国内外现状和发展趋势  9-11
  1.2 研究目的和意义  11
  1.3 课题主要实现指标  11-12
  1.4 论文章节安排  12-13
2 基于 GPRS 的智能电能表远程抄表系统的总体设计方案  13-18
  2.1 GPRS 远程智能电表抄表系统的总体设计  13-14
  2.2 电能计量理论  14-17
  2.3 GPRS 系统结构  17-18
3 楼宇电能采集系统的设计与实现  18-61
  3.1 智能电表的设计与实现  18-47
    3.1.1 电能表总体设计方案设计  18-19
    3.1.2 单片智能电表微处理芯片 MSP430FE427 概述  19
    3.1.3 电能计量模块 ESP430  19-21
    3.1.4 电能表硬件设计  21-28
    3.1.5 电能表软件设计  28-47
  3.2 数据采集器的设计与实现  47-61
    3.2.1 数据采集器硬件设计  47-49
    3.2.2 数据采集器软件设计  49-61
4 抄表管理中心系统设计  61-75
  4.1 基于 Visual Basic 开发平台的软件设计  61-65
    4.1.1 Visual Basic 开发平台概述  61
    4.1.2 网络通信技术  61-64
    4.1.3 数据库访问技术  64-65
  4.2 抄表管理中心系统总体设计  65-66
  4.3 系统服务器参数设置程序设计  66-68
    4.3.1 路由器设置  66-67
    4.3.2 服务器参数设置程序设计  67-68
  4.4 GPRS DTU 参数设置程序设计  68-69
  4.5 服务控制程序设计  69-70
  4.6 楼宇电能采集系统参数设置程序设计  70-73
  4.7 电能数据抄收程序设计  73-74
  4.8 数据库查询程序设计  74-75
5 抄表系统的测试与验证  75-87
  5.1 电能表测试  75-82
    5.1.1 电能表有功功率测试  76-78
    5.1.2 电能表有功电能量测试  78-79
    5.1.3 复费率计费测试  79-82
  5.2 抄表系统整体测试  82-87
    5.2.1 终端登录测试  83-84
    5.2.2 参数设置测试  84-85
    5.2.3 电能数据采集测试  85-87
6 总结与展望  87-89
  6.1 总结  87-88
  6.2 展望  88-89
参考文献  89-91
附录 A  91-92
附录 B  92-93
攻读硕士学位期间学术论文及科研情况  93-94
致谢  94-95

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化
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