基于RS485网络的远程集中抄表系统设计与实现

基于RS485网络的远程集中抄表系统设计与实现

亓涛[1]2004年在《基于RS485网络的远程集中抄表系统设计与实现》文中研究指明本论文主要介绍了基于主从式RS485网络远程集中抄表技术,通过与公共网络特别是公共电话网(PSTN)的组合,实现多表多设备的远程抄表以及远程控制等管理功能。可以为智能化小区的民用水、电、气、热等资源管理监控以及工业中生产管理提供一个可靠的通讯平台。 论文详细描述了远程集中抄表系统实现的核心部分——数据通讯过程的设计和实现。系统包括两个部分:基本部分是数据采集器和数据集中器构成的本地抄表通讯网络,其通讯部分采用RS485总线网络。另一部分是数据远程通讯与计算机抄表管理软件,即计算机抄表软件通过调制解调器(modem)以电话网为媒介实现的远程通讯及数据管理部分。公共电话网络具有无处不在,通讯成本低廉,真正远程通讯的特点,在实际应用中具有实用、易用性,因此论文在这部分采用了公共电话网络实现这一过程。 论文主要内容分为五章,第一章对远程集中抄表系统进行简要概述。第二章论述了远程集中抄表系统的多种设计方案及论文方案选择。第叁章简要介绍了论文设计中采用的单片机及关键芯片。第四章是基于RS485总线的数据集中器和数据采集器的设计,论文着重介绍了RS485网络数据通讯硬件设计和软件实现,详细描述了各个环节的通讯过程。第五章是数据远程通讯和计算机抄表管理软件的设计和实现,重点是计算机与数据集中器在公共电话网的支持下的数据通讯过程、计算机抄表管理软件的设计及实现整个系统最终实现结果。 论文中设计的是一个开放的系统,只要采用统一的协议标准,不同厂家的相同标准的设备、表具的入网就不存在任何问题。系统组网灵活,拆分、组合可以得到不同等级的应用,多种通讯技术可在系统中并存、互补,这就大大提高了整个远程集中抄表系统实现的可用性和实用性。

刘光才[2]2008年在《热量表远程集中抄表系统设计》文中研究指明摘要本论文主要介绍了由RS-485/CAN组成的双层网络通讯结构实现热量表数据的远程传输以及热量表的远程控制等管理功能的远程集中抄表系统。该远程集中抄表系统可以为智能化小区的民用热资源管理、监控以及工业中生产管理提供一个可靠的通讯平台。论文详细描述了热量表远程集中抄表系统实现的核心部分-数据通讯过程的设计和实现。该系统包括两个部分:基本部分是各热量表与数据集中器构成的本地抄表通讯网络,其通讯部分采用RS-485总线网络;另一部分是数据远程通讯网络,其通讯部分采用CAN总线网络。论文主要内容分为五章:第一章对远程集中抄表系统进行了简要概述,并介绍了课题的工作及实现的意义。第二章论述了远程集中抄表系统的多种设计方案及本论文方案的选择。第叁章具体介绍了系统远程通讯实现的关键部分-数据集中器的设计。第四章是基于RS-485总线的本地抄表网络设计,重点是RS-485网络内数据集中器和热量表通讯协议模型和通讯过程的设计和实现。第五章是基于CAN总线的远程通讯网络设计,重点是管理计算机与数据集中器CAN网络内的数据通讯过程的设计和实现,并对管理计算机抄表软件进行了基本的设计。本课题论述了网络抄表系统应用领域一些相关技术,从理论和实践上进行了详细的描述,重点从实际应用角度进行了深入探讨。课题不仅仅在于一个应用系统的实现,所讨论的技术方案及实现技术在工业及民用中有广泛应用,热量表远程集中抄表系统仅仅是这方面技术的一个具体应用,但实现这个过程的意义却不限于此。

吴珂[3]2012年在《基于电力远程抄表系统的集中器设计与实现》文中提出随着科学技术的发展,特别是电力电子技术,电子技术,信息技术和无线网络技术的发展和成熟,电力行业也逐步体验到科技进步带来的便利。在抄表行业中,也经历了几个阶段的发展,传统的手工抄表发展到预付费系统和远程自动抄表系统。远程自动抄表技术是现在国内比较热门的研究方向,它可以更快更好的对用户用电需求提供方便快捷的信息。现有的远程自动抄表技术有利用电力线载波通信、电话线网络通信、光缆通信、RS-485通信等方式,但是它们都有一定程度上的技术缺陷。论文的主要研究内容是围绕着如何将无线传输技术融入远程自动抄表系统完成了以下的工作:1、本文首先对国内外使用的几种自动抄表系统的方式进行了简要的介绍和说明,然后就其所具有系统的可靠性、兼容性、通信信道等问题提出了解决的办法。2、本文对远程抄表系统的相关技术做了研究,简单的介绍了以GPRS为主的无线传输技术,对远程抄表系统的构成及工作原理做了详细的阐述,对远程抄表系统中的上行远程通道和下行近端通道具有的几种通信方式做了比较,研究了无线网络通信的GPRS技术抄表的可行性。3、主要针对GPRS无线传输的电力远程抄表系统中的集中器做了相应的设计,硬件设计中选用单片机作为智能系统的核心部件,对软件设计中的数据移植做了详细的说明。并介绍了抄表系统中的数据软件终端、控制中心节点和传感器节点的软件通信的实现,最后对系统中的集中器通信模块进行了测试。电力远程自动抄表系统的研究具有十分重要的意义,目前针对电力抄表行业中城镇电能量数据的集中采集的布线施工、成本控制等存在不同程度的困难而且也无统一的通信组网模式和标准,一直是困扰用电管理实用化的一个难题。所以本论文提出一种以互联网为通信渠道,基于GPRS无线传输的网络化电力远程自动抄表系统。

吴慧平[4]2012年在《电能量采集系统的设计与应用》文中认为我国配电网的建设和运行具有以下特点:配电网建设不足,全国性的配电网架相当薄弱,配电网的供电可靠性较低,其中故障性停电所占比例较小,以计划停电为主。根据这些特点,我国重点应是建设以遥测、遥信为主的配电自动化综合信息系统,努力通过减少计划停电时间、优化电网规划、挖掘现有电网潜力提高供电可靠性和配电网的运行管理水平,真正发挥配电自动化系统对配电网建设的促进作用。本文以城市配电网作为研究对象,研究基于GPRS通信网、主站集中监控的电能量数据采控自动化模式,实现电量、电流、电压、功率因数及其他数字测量量、开关量、告警信息定时上报采控主站数据库,终端控制参数、升级程序的网络下发。建设由现场终端设备、通信网络、主站数据中心、数据的挖掘分析系统组成的一体化的电能量数据采控平台。

刘艳萍[5]2016年在《居民用电信息远程集抄系统》文中研究表明随着我国社会经济的发展,居民用电越来越普及,且用电量剧增,传统的人工抄表收取电费的方式,己经不能满足现代化管理的要求。本文是针对智能化小区的电表抄表系统所作的研制。经过对国内外相关技术和案例的分析、研究之后,结合小区的实际情况,设计了一套基于单片机控制技术的自动抄表系统。该设计综合运用了传感器技术、单片机技术以及RS485通信技术和红外通信技术,实现了电表数据采集、存储、处理、传输等工作。论文对自动抄表系统作了全面的研究与讨论,介绍了自动抄表系统的总体设计方案,并对系统中采集器终端的设计进行了深入的研究。论文中详细介绍了采集器终端供电模块、微控制器(单片机)模块、电路监控模块、数据存储模块、通信模块、显示模块、时钟模块的硬件设计。对各模块的硬件设计,先简单介绍所选芯片的特点及使用方法,再给出该模块的电路连接图,最后介绍了电路的工作原理。系统软件也基本遵循模块化的设计方法,以对应硬件电路的各模块。在软件设计章节讨论了系统中的通信协议的设计和实现,各个软件模块的功能、设计难点和解决方法等。除此之外,本文还对系统中的干扰问题进行了深入细致的分析,并在硬件和软件上提出了有效的抗干扰技术。

胡继珍[6]2009年在《无线传感器网络路由技术研究及应用》文中进行了进一步梳理电力用户自动集抄系统的研究具有重要的意义,国外对自动抄表技术的研究比较早,目前已经形成了多种行之有效的自动抄表方案。国内的集抄技术以载波为主,近年来在大中城市获得了一定的推广,但大多数地区仍采用人工抄表的方式。为了推广自动抄表技术,提高我国电能管理的自动化水平,很有必要开发多种适合我国居民环境的抄表系统。本文研究了一种近距离无线集抄系统及其相关技术,主要做了以下的工作:论文首先综述了无线抄表系统研究的背景,分析了国内外对无线抄表的研究和应用现状,以及无线技术在自动抄表系统中的应用情况;同时介绍了我国电能表技术的发展情况,并简要介绍了无线传感器网络的路由技术。然后,研究了自动集抄系统的架构及系统中各部分的功能,并详细讨论了低压用户端抄表网络的实现方案,并在此基础上提出了本文研究的无线集抄系统的系统架构。同时分析了用于无线集抄系统的单相无线电能表的原理和应具备的功能,研究了近距离无线通信技术和多功能电能表通信规约。其次,研究了一种单相无线电能表,该电能表具有电能计量和近距离无线通信功能,同时还具有一定的网络功能。电能表的本机部分实现对用户用电的计量功能和网络功能;无线通信模块部分完成电能表的近距离通信功能。文中给出了详细的硬件设计电路和软件流程。无线通信模块基于CC1110无线单片机,工作在ISM 433MHz频段,能够保证复杂建筑环境下对通信距离的要求;同时无线通信模块集成了CSMA功能,保证了数据收发的可靠性。再次,研究了一种无线传感器网络路由算法,详细的给出了该算法的实现流程,研究了OMNeT++仿真技术,并在OMNeT++环境下建立了该算法的模型,实现了对该算法的仿真。最后,研究了低压用户端近距离无线网络的实现。对该网络的设备功能、网络的拓扑结构、组网方式以及数据传输和应用层开发都做给出了设计方案。并通过点对点通信方式实现了对电能表电能参数的抄读。

柳玉威[7]2007年在《远程抄表系统技术开发与应用》文中指出在现代和谐社会中,智能化住宅小区的人性化服务、科学管理对一些传统的理念提出了挑战。随着科技的进步、人民生活水平的提高,为了解决传统的抄表方式工作量大、人为的统计错误以及治安问题给物业管理和用户带来极大不便等问题,实现住宅的四表(水、电、燃气、热能表)出户自动抄表、自动计费,远程抄表系统成为新型智能小区“智能化建设”中的一个重要部分。本文介绍了远程抄表系统的市场需求情况、技术特点以及所要研制的新系统的技术指标,针对目前市场上流行的抄表系统存在的表具计量不准(水锤现象)、系统网络速度慢导致抄表系统部分功能缺失、系统拓扑结构单一、自检容错技术不完善、防护能力较差等技术缺陷,从原理上进行分析、研究,重点介绍了某些关键技术处理的设计思路和方法。一些成熟技术在本系统中的成功应用,使得以下技术瓶颈得以突破:(1) TCP/IP技术——网络的速度更快、稳定性更高;(2) CRC校验技术——通讯数据更加可靠;(3)信号输入端、通讯端、电源端的防护设计——防范体系更加严密;(4)自保持开关的应用——很好解决了水表远传的顽疾-水锤现象;与此同时,参照楼宇自控领域流行的BACnet协议,制定了精简、高效的通讯协议。在网络拓扑方面,对RS485网络进行专门的拓扑研究,提出了几种可行的拓扑结构,满足不同需求。对水锤现象产生的机理进行了研究,提出3种解决方案,并进行了分析比较。通过对本课题的研究,针对性的采用一些新的思路和方法,系统的通用性、准确性、可靠性、产品的成本等多个方面得到了改进和提高。

申梅花[8]2007年在《低压电力用户远程集中抄表系统的设计与实现》文中研究说明传统的点对点人工抄表方式具有很大的局限性:劳动强度大、漏抄误抄率高、抄表不到位且容易掺杂人为因素、由于无法做到同一时间或零点抄表而不能准确反映实际线损、用户电力负荷预测及控制工作难以完成等。本文正是针对这一问题,设计开发了上行信道采用电话线、下行信道采用电力线传输的低压电力用户远程集中抄表系统。(1)经过对集抄系统技术的研究,分析并指出现阶段我国电能计量系统状况及存在的问题,阐述了上行信道采用电话线、下行信道采用电力线传输的远程集中抄表系统的应用优势。(2)根据集抄系统的设计要求,提出低压电力用户远程集中抄表系统总体解决方案。论述了电子式单相载波表、一拖N采集器以及集中器组成原理和设计实现方法,分析了主站抄表管理平台的功能需求。(3)设计开发了载波表功能模块及集中器功能模块,给出了载波表电能计量模块、载波通信模块、集中器主控模块、集中器电力线通信模块、集中器M0dem通信模块硬件及软件设计与实现方法,分析了其他相关功能模块,并在此基础上构造了利用表中继技术的网络拓扑抄表模型。(4)针对课题所阐述的集抄系统设计了一种切实可行的抄表管理软件,给出了数据库设计、利用PSTN与集中器通信设计以及其他相关功能模块的设计与实现方法,给出了代码实现及相应的程序运行结果。(5)阐述了系统各模块的调试环境,对调试过程中遇到的困难给出了相应的解决方案,给出了系统运行结果及分析。试运行情况表明:上行信道采用电话线、下行信道采用电力线传输的低压电力用户远程集中抄表系统实现了电能计量、载波通信、数据抄读、数据汇总、数据浏览、查询、电费计算等功能,达到了预期的设计要求。

刘颖[9]2013年在《基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统设计》文中研究表明随着居民基础建设的发展,四表(水表、电表、燃气表、热表)数量不断增加,四表数据的自动抄送成为行业和单位迫切想解决的问题。针对现有的自动抄表方案成本高、功耗大、组网规模小、线路干扰等问题,本文提出一种新的无线抄表方案。文中结合ZigBee技术与GPRS网络,设计了一套远程无线抄表系统,局域网络采用ZigBee短距离无线通信技术,广域网络采用GPRS远程无线通信技术,组建的系统具有低成本、低功耗、自组网和自适应等特点,而且具有较强的可移植性和兼容性。整个抄表系统由上位机、集中器模块、中继器模块以及数据采集器模块组成。其中上位机可以调用控制器传输过来的数据,将数据处理、存储,并向控制器发出各种操作指令,设置各种操作参数。集中器是整个系统数据汇聚的地方,完成ZigBee网络与GPRS网络数据的转换,并将采集到的数据传输给上位机。中继器是为了增加网络的稳定性加入网络中的,主要承担管理网络子节点的功能,确保数据能够有效地传送到集中器上。采集器主要完成表数据采集处理以及上传的工作。现场测试结果表明,系统可以准确、及时的完成数据采集和处理,并且具有较强的抗干扰能力和广泛的适用范围,结合一些传感器,就可以在智能家居、煤矿瓦斯检测等领域运用,有很好的市场价值和应用前景。

罗慧[10]2009年在《电力远程抄表系统研究与设计》文中认为长期以来,供电企业电能量数据的抄算都是基于电能表的手工作业方式。随着国家电力系统两网改造的结束,“一户一表,管电到户”政策的贯彻,用电网络急剧膨胀,使得供电企业对用电网络的管理任务日益加剧,如何把庞大且分散的居民用电量及其他数据及时有效地加以收集和统计成为供电部门一个棘手的难题。供电企业迫切需要采用最新现代技术的,能够及时、准确、全面地反映用电情况,且投资较少,安装及维护方便,通讯可靠,计量准确的电能表远程集中抄表系统解决方案,来解决日益庞大的用电户的管理问题,提高供电部门的效率、效益和自动化管理水平。1.本文针对目前使用的远程自动抄表系统,重点分析了其系统构成和各模块的功能以及通信方式和协议的特点。2.本文针对电力远程自动抄表系统通信方式,分析和研究了其通信接口标准和通信规约。3.运用基于无线传感网络接入技术实现电能表集抄数据传输,并给出了基于有线/无线多源异构自组网络的方式的城镇电能表集抄多智能体组网方案。电力远程抄表系统的重要意义、行业发展趋势、技术的先进性及创新性(与国内外同类研究的比较)、项目所研究的技术在本领域的关键程度,以及本项目技术对相关领域、行业技术进步的推动作用。

参考文献:

[1]. 基于RS485网络的远程集中抄表系统设计与实现[D]. 亓涛. 山东科技大学. 2004

[2]. 热量表远程集中抄表系统设计[D]. 刘光才. 东北大学. 2008

[3]. 基于电力远程抄表系统的集中器设计与实现[D]. 吴珂. 昆明理工大学. 2012

[4]. 电能量采集系统的设计与应用[D]. 吴慧平. 华北电力大学. 2012

[5]. 居民用电信息远程集抄系统[D]. 刘艳萍. 长春工业大学. 2016

[6]. 无线传感器网络路由技术研究及应用[D]. 胡继珍. 青岛科技大学. 2009

[7]. 远程抄表系统技术开发与应用[D]. 柳玉威. 西安理工大学. 2007

[8]. 低压电力用户远程集中抄表系统的设计与实现[D]. 申梅花. 湖南大学. 2007

[9]. 基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统设计[D]. 刘颖. 西安科技大学. 2013

[10]. 电力远程抄表系统研究与设计[D]. 罗慧. 合肥工业大学. 2009

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