电能信息采集系统终端技术研究

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电能信息采集系统(AMR)在国内已经有20余年的发展历史。其终端技术涉及嵌入式MCU技术、通讯技术、电磁兼容技术等多学科层面。尽管历史不算短,但目前的电能信息采集系统的数据采集的实时性、成功率仍然是差强人意。实际上,目前的电能信息采集系统中的关键技术-低压电力载波通讯的实时性、稳定性尚存在有时不能完全满意的窘况。这也使RS485总线技术、短距离无线通讯技术及其他现场通讯技术还有一定的技术和市场试验空间。本论文在对电能信息采集系统终端通讯技术进行全面阐述、归纳的基础上,通过对核心终端集中器的设计和RS485总线技术的创新设计应用,力图在现有技术基础上增强电能信息采集系统的强壮性和易用性。具体来讲,本课题主要的研究内容包含以下方面:  课题首先分析、梳理了电能信息采集系统终端技术发展及存在的问题,指出通讯技术能力不足的问题最为关键。随后在第2章就终端通讯技术国内外的研究应用进行了分类、归纳和阐述。接下来第3章对电能信息采集系统核心终端集中器的硬件以及载波通讯功能路由算法的设计进行了阐述和研究。第4章对RS485总线通讯技术的应用改进作了研究。  本文具体进行了集中器硬/软件设计,主要介绍了:  (1)对低压电力载波通讯、RS485总线技术、微功率无线通讯技术等3种主要通讯技术进行兼容设计和处理,以解决集中器现场适应能力问题,方便产品生产安装维护管理;  (2)从设计上解决集中器现场无人值守条件下长期可靠稳定运行问题;  (3)一种实用的载波通讯自动路由算法的设计。  作为低压电力载波通讯技术能力不足的补充手段,RS485总线技术虽在电能信息采集系统得到了不少应用,但工程施工布线却受到原理诸多限制,存在不小的工程施工难度。本课题通过改进设计,将RS485总线串连式多点通讯系统改进为点对点的任意拓扑结构的带自中继通讯的网络。这就大大简化了工程施工难度和工作量,同时增加了系统容量。仿真结果表明,该设计是可实现的。  最后,本课题对测试系统平台进行了概要介绍,并用其对课题样机进行测试。测试结果表明,达到了预期目的和指标。本课题设计的集中器兼容性好,可靠性强。新设计的RS485采集器提高了RS485现场施工布线的灵活性和便适性,课题设计达到了预期目的。
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