基于GPRS的远程电压监测系统开发与研究

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随着我国国民经济不断地发展和高科技设备的普及,电能以经济、环保的优势成为我们生活中广泛使用的能源。我国是工业大国,工业已逐步实现自动化,大量电力系统装置投入生产,这些装置对电能质量的要求也不断提高。但在现代电力系统中,用电设备的结构性变化和负载的非线性化,使电能的质量不断恶化。为确保电力系统能安全、有效、稳定地工作,对电网电压各项参数的检测势在必行。本文设计的电压监测系统是一款多功能仪表,能够对电网电压进行远程实时监测,具有测量准确,反映真实等优点。  在硬件设计方面,系统以配置全、功能强、采用RISC结构的低功耗CMOS的mega系列ATmega128单片机为核心,系统集测量、显示、统计、参数设置、通讯于一体。为了简化系统硬件设计,降低成本,A/D采样模块采用CS5460A集成电路芯片,使用分压电阻或电压互感器测量电压,在一个计算周期内完成电压数据测量。采集到的电压数据与对应的时间数据按要求存储到外部数据存储器AT45DB161中。采用覆盖面广、高效、低成本的GPRS无线网络实现终端设备与远程上位机之间的数据传输,构建了一个无线的、实时的电压数据远程监测系统。监测终端的GPRS通讯模块选择FLYSCALE公司生产的FLY280模块,它符合所有开发GSM/GPRS无线应用和GPS定位的要求。终端系统与上位机服务器进行远程通讯,终端可以及时地将电网电压数据传送给上位机监测系统,实时反映电压运行状况,确保电网电压安全稳定运行。  在软件编写方面,采用简单且易于理解的C语言实现终端系统的一系列功能。对系统的软件采用模块化设计,化整为零,通过判断各函数运行的标志位来执行相应的函数,可以合理安排软件各部分的执行时间,MCU无需太多等待时间,而且能够及时处理子程序。模块化的设计不仅将多任务调度简化,程序结构层次清晰,而且提高了程序运行效率。  在完成系统软硬件设计的基础上,对系统进行软硬件调试,并对运行结果进行分析。实验结果表明,本文设计的电压监测终端系统能够满足电压测量的精度要求,且实时性好,运行安全稳定,可以达到预期目的。
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