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基于NAND Flash的电力负荷管理终端设计与实现

作　者: 常桂香
导　师: 王赓；杨和洲
学　校: 上海交通大学
专　业: 软件工程
关键词: 电力负荷管理系统电力负荷管理终端 NAND Flash 文件系统
分类号: TM769
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 29次
引　用: 2次
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内容摘要

电力负荷管理系统是一个着眼于全面加强电力负荷信息管理的,集负荷控制、远程自动抄表、负荷电量分析和预测、窃电监察、电能表校验、电能质量管理、电力营销管理和电力需求侧管理等多种功能于一体的综合性负荷信息实时采集、分析和处理系统。电力负荷管理系统的建立可实现大用户远程负荷现场管理和自动抄表,提高用电监测及负荷管理水平,为加强电力需求侧管理提供重要技术支持,对缓解电力供需矛盾具有重要的意义。目前,我国已经建成了世界上规模靠前的供电网络,用电量和用电需求发生了巨大变化,电力负荷管理系统在提高电力营销管理和需求管理水平方面的作用越来越高。作为系统重要环节的数据源头——电力负荷管理终端,也将发挥着越来越重要的作用。常见的电力负荷管理终端功能单一,随着供电管理水平的日益提高,电力负荷管理系统功能不断增加,应用范围不断扩大,为满足不同用户的需求,电力负荷管理终端应具备功能扩展性强并能灵活配置的特性,同时终端应具备大数据容量存储和管理功能,由于其工作环境恶劣,又要非常强调稳定性、可靠性、抗干扰性等。本文根据电力负荷管理系统的需求,提出了电力负荷管理终端功能及性能上的目标,并在此基础上阐述了电力负荷管理终端的总体设计方案。本方案采用了模块化的设计思想,将系统划分成主控模块、显示模块、输入输出模块、交流采样模块和通信模块等,模块之间根据需要可以灵活组合,体现了新方案的优异性能。通信模块在硬件设计上采用了通用接口设计,软件上实现了通信模块自适应的特点。本文针对大用户电力负荷管理系统远程自动抄表采集点数量繁多、采集数据量多以及多天曲线数据的大数据量特点,提出并实现了基于NAND Flash的嵌入式文件系统,使得系统能够更安全、有效、方便地采集和分析用户数据,解决了以往终端采用RAM存储器外加备用电池来保证数据不丢失所带来的成本高、稳定性差的缺点。论文论述了基于NAND Flash的电力负荷管理终端的设计方案的实现,并对系统终端进行了测试,结果表明其功能和性能指标都达到电力负荷管理系统通用技术条件的要求。本设计已在一些电力系统中投入应用,应用效果表明能有效解决以往设备扩展性差、容量不足的问题,并能够提高产品开发的效率,使得远程监控点的数据采集更为可靠、实时、配置更加灵活,能适应我国电力负荷管理系统新发展。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-1
1 绪论  1-8
  1.1 国内外电力负荷管理技术的发展  2-5
    1.1.1 国外电力负荷控制技术的发展  2
    1.1.2 国内电力负荷控制技术的发展  2-3
    1.1.3 电力负荷管理技术在我国的现状  3-4
    1.1.4 电力负荷管理技术在我国的发展方向  4-5
  1.2 本文主要工作  5-6
  1.3 论文的组织结构  6-8
2 电力负荷管理系统概述  8-12
  2.1 电力负荷管理系统构成  8-9
  2.2 电力负荷管理终端  9-10
  2.3 本章小结  10-12
3 电力负荷管理终端总体设计  12-21
  3.1 总体设计概述  12-13
  3.2 终端的主要功能  13-19
    3.2.1 数据采集功能  14-15
    3.2.2 数据存储管理功能  15
    3.2.3 控制功能  15-18
    3.2.4 保电、剔除和安全保护功能  18
    3.2.5 交流采样功能  18
    3.2.6 中文信息  18
    3.2.7 软件升级功能  18-19
    3.2.8 本地显示功能  19
  3.3 终端内部架构  19-20
    3.3.1 主控模块  19
    3.3.2 显示模块  19
    3.3.3 输入输出模块  19-20
    3.3.4 交流采样模块  20
    3.3.5 通信模块  20
  3.4 本章小结  20-21
4 终端数据管理文件系统的设计与实现  21-47
  4.1 嵌入式文件系统设计方案  21-29
    4.1.1 NAND Flash 介绍  22-26
    4.1.2 嵌入式文件系统的设计方案  26-29
  4.2 嵌入式文件系统应用  29-30
  4.3 文件系统接口函数程序设计  30-46
    4.3.1 文件系统初始化函数  31-34
    4.3.2 文件系统格式化函数  34-36
    4.3.3 文件系统目录项创建函数  36-38
    4.3.4 文件系统文件写入函数  38-41
    4.3.5 文件系统文件读取函数  41-44
    4.3.6 文件系统文件指针偏移函数  44-46
  4.4 本章小结  46-47
5 电力负荷管理终端的实现与应用  47-61
  5.1 终端特性  48
  5.2 终端硬件实现  48-52
    5.2.1 主控模块  49-50
    5.2.2 交流采样模块  50
    5.2.3 输入输出模块  50-51
    5.2.4 显示模块  51
    5.2.5 通信模块  51
    5.2.6 电源模块  51-52
  5.3 终端软件实现  52-59
    5.3.1 主要软件模块实现  54-58
    5.3.2 可靠性设计与实现  58-59
  5.4 终端的工作过程  59-60
  5.5 本章小结  60-61
6 运行与测试  61-65
  6.1 终端检测  61-63
    6.1.1 静电放电抗扰度试验  61
    6.1.2 浪涌抗扰性试验  61-62
    6.1.3 电快速脉冲群抗扰性试验  62-63
  6.2 性能评价  63-64
  6.3 本章小结  64-65
7 总结与展望  65-67
  7.1 总结  65
  7.2 展望  65-67
参考文献  67-69
致谢  69-70
攻读学位期间发表的学术论文目录  70-81

基于NAND Flash的电力负荷管理终端设计与实现

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