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《江西理工大学》 2018年
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基于嵌入式智能电网电能信息采集系统的设计与研究

章泽煜  
【摘要】:随着对智能电网研究的不断深入,电能信息采集系统与多种电网自动化系统整合统一,在主站平台上实现电力用户的全覆盖、全采集。本文运用嵌入式技术,基于uC/OS-Ⅲ和Linux操作系统,设计了智能电网电能信息采集系统,并通过OPNET网络仿真软件验证数据传输的可靠性。本文在对国内电能信息采集系统的分析研究的基础之上,发现目前的系统主要存在以下几点问题:终端硬件功能少、性能较差;服务对象数量少,只面向专门的用户;整体安全系数较低;通信方式少且效率不高。本文针对上述问题,研究、设计并提出解决方案。在终端硬件设计上使用高性能处理器、计量芯片和内存,外挂大容量存储器,实时采集用户的电能信息,具备预付费、报警、跳闸和缴费功能,覆盖普通用户和特殊用户,服务对象类型相对较广,数量相对较大。本文设计的系统拥有较高的安全性能,在采集终端和集中器硬件中使用AES-128算法进行加密,数据一遭窃取将无法被读取。硬件设有告警指示灯,如遇突发故障等紧急情况,自动上报主站并告警。集中器对采集到的相关数据进行谐波分析,实时监测系统中的谐波含量并反馈给主站。主站进行单独组网,与外部通信网使用防火墙隔离,同时数据库服务器采用“SDAS”双引擎存储结构,主引擎发生故障时,备用引擎自行启动,不干扰正常的业务流程。采用TD-LTE无线专网作为通信方式,充分利用其空口安全层、NAS信令安全层和各层之间的多级鉴权,保证数据传输的安全。采集终端可接入载波表、RS485表、以太网表等多种智能电能表,系统搭配多种通信方式完成上、下行通信,包括电力线低压载波、RS485总线、微功率无线、TD-LTE无线专网、WLAN和专用光纤,有着较高的通信效率和灵活性。
【学位授予单位】:江西理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TM76

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