基于物联网的电能质量传输系统设计与实现

发布时间：2020-11-17 13:53

　　 随着电网覆盖面积的日益扩大,智能电网建设的需求也日益攀升。对于电能质量的监测也成为电网建设的主要内容之一。本文通过分析智能电网中电能质量监测与传输的实际需求,设计并构建了一个基于物联网的电能质量信息监测与传输系统。系统采用无线传输、窄带物联网、嵌入式操作系统等物联网的核心技术,实现了对电力系统主要节点的电能质量信息的采集与传输,具有较好的实际意义。论文首先在分析国内外现有电能质量传输方案的基础上,给出了基于物联网的电能质量传输系统的总体需求,对实现相关功能所使用的关键技术进行重点阐述。其次,根据传输系统的功能需求,设计了传输采集节点硬件电路实现总体方案,并对微处理器最小系统、存储器电路、通信模块、电源电路、印刷电路板布线及抗干扰等模块的设计进行详细介绍。同时,论文介绍了电能质量监测节点的软件设计方案,使用嵌入式实时操作系统FreeRTOS和轻量级网络协议栈LwIP,分别实现了任务调度和以太网传输的功能。最后,论文对设计出的电能质量传输系统进行测试,测试结果表明论文所设计实现的电能质量传输系统能够满足工程实践中的性能要求。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM711;TP391.44;TN929.5
【部分图文】：

种技术手段更加方便的以较低功耗实现传统无线通信手段难以实现能够采纳电池供电或者其他电能存储的手段获取电流。相对不是度也能够增加电池寿命和膨胀了网络的规模。 信号对 般混凝也非常高。 的这些技术特点使其能够快捷应用到对投资敏感的网应用场合中。从目前的 应用情况来看，主要用途包括数据点AN 协议应用。目前还是用 作为数据点对点位移的多，由于网槛比较高，使用 WAN 协议组网的应用还是比较少。整个网络协议层次如如 2-5 所示。在图 2-5 中，Application 为应用AN 协议即为 MAC 协议，协议定义的终端类型有 ClassA、Cla，其主要差别 ClassA 上行触发下行接收窗口，只有在上行发送了数开下行接收窗口；ClassB 定义 ping 周期，周期性进行下行数据监地监测下行接收，基本只有在上行发送时刻停止下行接收；协议要求 ClassA，而 B、C 为可选功能，同时在支持 ClassC 功能的终端上无需支的物理层未开放，借助 些资料可以大致理解下其物理层技术；业、科学和医学频段，也就是不需要支付专用费用才可被允许使用

图 3-4 以太网传输电路原理图Fig.3-4 Schematic diagram of Ethernet transmission circui电路设计实物如图 3----5 所示。无线通信模块选用 AS32-低至 100mW，高稳定性输出，兼容 3.3V 与 5V 状态，能够根据程序指令自由切换，在低功耗的工数十微安，对于功率消耗敏感的工作场合有着出频率 410MHz~441MHz，共计 32 种不同的频率范每个信道频率间隔 1M。程序开发人员能够实时率，射频速率等核心指标。

意法半导体提供的 个图形化应用程序控制器并制作出符合硬件需求的初始匹配用户硬件所需外设集的 STM32 微要的嵌入式程序，这要归功于引脚冲突及执行微控制器外设综合；最后，开发。此代码已准备好在多个开发环境中，根据第三章所论述的硬件设计方案，主 Pinout 界面中，选择低速外部时钟（L配置高速外部时钟（High Speed ExternM32F107RCt6 微控制器的 RTC 功能。
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本文编号：2887575