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《华中科技大学》 2005年
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基于GPRS的电力参数远程监控系统的设计与实现

邓一星  
【摘要】:本课题针对电力系统管理自动化和网络化的需求,依托中国移动通信集团公司的GPRS 网络,构建了一个无线的、实时的电力参数监控系统。 首先,对用户的需求进行了分析,明确了系统的设计任务以及需要实现的功能。系统可以分为三大部分:电力参数数据采集、无线网络数据通信和电力参数实时监控、管理信息系统。其中,前面两个部分是要在GPRS 网络终端应用系统中实现,而管理系统运行在电力部门的服务器之上。 需要测量的电力参数很多,且其测量过程比较费时,计算复杂,为了简化系统硬件设计、节约CPU 带宽、降低成本,电力参数测量采用了专用的电能计量芯片CS5460A,通过电压、电流互感器,在一个计算周期内完成了电压、电流瞬时值、有效值,有功功率、无功功率,电能等测量,进而可以计算出功率因素。CPU 仅需要定期读出这些测量到的数据,极大地简化了电力参数测量的硬件和软件设计。 课题中使用的GPRS modem 没有实现网络协议,意味着应用系统必需实现TCP/IP 协议栈。鉴于网络数据通信对存储器和CPU 速度的要求,选用了32 位ARM7TDMI 架构的CPU 作为系统的控制和管理核心,其片上集成的丰富的外设模块,与GPRS modem 和CS5460A 实现了无缝连接,进一步简化了系统设计。 网络通信协议本质特征是以事件驱动的,它的性能的发挥离不开操作系统提供的服务。鉴于多方面的考虑,采用了著名的实时内核μC/OS-Ⅱ作为系统的控制和调度核心,管理整个系统的工作。由于μC/OS-Ⅱ本身没有嵌入TCP/IP 协议栈,根据系统需求,在μC/OS-Ⅱ上移植了功能强大的轻型TCP/IP 协议栈—LwIP(Light Weight IP),它包含了完整的PPP 协议栈,加上简单的modem 驱动,就能方便地构建拨号网络数据传输平台。 根据所选用的器件,完成了硬件电路板设计,并编写了程序,对GPRS 网络数据通信进行了测试,证实了方案的可行性。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM764

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