面向AMI智能电表系统设计与实现

发布时间：2017-07-30 13:24

  本文关键词：面向AMI智能电表系统设计与实现

  更多相关文章： 智能电表 高级计量体系 电能计量 嵌入式系统

【摘要】：智能电表是智能电网的基础终端,担负着电能计量、对电力参数进行测试与分析、对安全用电提供保护、与电力部门之间的双向通信、对电网负荷进行调节等重要的作用。因此对高级计量体系的智能电表设计与研究具有重要的理论和实际意义。文中设计的智能电表是基于国家单相远程费控型智能电表系列标准(宣贯资料)的具体功能要求、技术规范、安全性规范和形式规范。设计中详细分析了用户需求和国家技术标准,重点对电表的软件设计提出了基于嵌入式操作系统μC/OS-III管理下的分层、分模块的系统软件设计方案。在测量算法中重点分析了电能计量原理、电参数测量方法(有效值、功率、功率因数、电能)、四相限电能计量原理、数字滤波算法和通信校验算法。在电表软件详细设计与实现过程中为达到产品最高性价比和可靠性,对微控制器(STM32F103)片上资源和嵌入式操作系统资源进行了合理的优化配置;对电参数采集与处理软件、数据交互通信软件、事件信息存储软件和用电信息监控软件等,提出了软件设计思路和编程实现技巧,并进行了大量实验验证。最后对电表进行了测试,搭建了测试环境,分别进行了单元测试、集成测试和性能测试,测试结果表明该智能电表在电参数测量、数据通信、用电监控等方面都满足设计要求,符合高级计量体系(AMI)的要求,达到国家二级电能表标准。
【关键词】：智能电表 高级计量体系 电能计量 嵌入式系统
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM933.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题背景和研究的实际意义9-10
• 1.2 电表国内外现状与发展10-11
• 1.3 本论文的结构安排11-13
• 第二章 需求分析13-19
• 2.1 电表标准分析13-14
• 2.2 电表系统的需求分析14-17
• 2.2.1 需求分析14-16
• 2.2.2 智能电表功能设计16-17
• 2.3 开发环境分析17-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 电能计量原理及算法分析19-24
• 3.1 电能计量原理19-21
• 3.2 数字算法分析21-23
• 3.3 本章小结23-24
• 第四章 电表概要设计24-33
• 4.1 电表硬件模块及资源配置24-25
• 4.2 电表软件概要设计25-32
• 4.2.1 软件总体设计思路26-28
• 4.2.2 软件主流程图28
• 4.2.3 μC/OS-III操作系统分析28-30
• 4.2.4 μC/OS-III操作系统环境构建30-32
• 4.2.5 μC/OS-III操作系统下的任务分配32
• 4.3 本章小节32-33
• 第五章 电参数测量与处理软件详细设计与实现33-47
• 5.1 电参数采集分析及软件算法实现33-39
• 5.2 SPI总线驱动程序设计39-42
• 5.3 电参数采集与处理软件实现42-46
• 5.4 本章小节46-47
• 第六章 信息存储显示与监控软件详细计与实现47-57
• 6.1 信息存储软件设计与实现47-50
• 6.1.1 信息存储的标准格式分析47-48
• 6.1.2 信息存储任务软件实现48-50
• 6.2 人机交互任务设计与实现50-54
• 6.2.1 LCD显示的标准格式分析50-52
• 6.2.2 LCD显示模块软件实现52-54
• 6.3 用电监视与控制任务设计与实现54-56
• 6.4 本章小节56-57
• 第七章 通信软件详细设计与实现57-68
• 7.1 DL/T645-2007标准协议分析57-63
• 7.2 RS485通信的软件实现63-65
• 7.3 TCP/IP通信的软件实现65-67
• 7.4 本章小结67-68
• 第八章 软件测试结果与分析68-78
• 8.1 测试概述68
• 8.2 软件测试环境搭建68-70
• 8.2.1 硬件测试环境搭建68-69
• 8.2.2 测试仪器设备和工具软件69-70
• 8.3 软件测试内容及结果分析70-77
• 8.3.1 单元测试和集成测试70-75
• 8.3.2 性能测试75-77
• 8.4 本章小结77-78
• 第九章 结论78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-82

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王思彤;周晖;袁瑞铭;易忠林;;智能电表的概念及应用[J];电网技术;2010年04期

2 张高龙;;智能电表技术及市场[J];电器工业;2010年12期

3 ;智能电表制约谁?[J];品牌与标准化;2011年07期

4 唐发荣;;智能电表功能及其高级应用分析[J];价值工程;2011年23期

5 郭凯婴;;澳大利亚出台智能电表新项目[J];物联网技术;2011年08期

6 ;中国促进国内智能电表市场发展[J];今日电子;2012年01期

7 王沛;黄帅;;智能电表质量监控仍是关键[J];进出口经理人;2012年06期

8 任建婧;罗江;;论智能电表的推广应用[J];科技情报开发与经济;2012年16期

9 刘静怡;付瑶;;浅谈智能电表[J];黑龙江科技信息;2012年30期

10 杜代兴;;智能电表功能及其高级应用分析[J];科技与企业;2012年19期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 吴金星;韩明明;;一种低成本智能电表的设计与实现[A];山东省优秀计量学术论文选编（2011年度）[C];2012年

2 徐敏锐;;一种基于智能电表的能耗监控系统简述[A];2012年中国通信能源会议论文集[C];2012年

3 许高阳;宣筱青;司庆华;颜云松;;云计算智能电表在电力系统的应用[A];2012电力行业信息化年会优秀论文专辑[C];2012年

4 王伟;吴金星;吴杰;;浅谈几种提高智能电表可靠性的保障措施[A];山东省优秀计量学术论文选编（2011年度）[C];2012年

5 ;ONU-A1型光通信模块——单相智能电表[A];2011电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C];2011年

6 章健;刘栋;;基于DL/T645-2007协议的大容量智能电表参数记录仪的设计[A];中国智能电网学术研讨会论文集[C];2011年

7 ;ONU-B1型光通信模块——三相智能电表[A];2011电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C];2011年

8 黄剑龙;王忠锋;李力刚;赵雪峰;;基于ZigBee智能电表集中器的设计[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年

9 于香芝;高洪民;汪渤;刘世岳;;基于RS-232接口的智能电表通信监控系统的设计[A];第二十一届中国控制会议论文集[C];2002年

10 赵勇;盛万兴;;基于智能用电的智能家庭能源系统的研究及思考[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 李大维;2020年英国将全面安装智能电表[N];国家电网报;2009年

2 柳力萍;平凉供电公司推广智能电表[N];国家电网报;2010年

3 记者 冯tD　通讯员 张弦 马青雯;首批1600户居民用上“智能电表”[N];宁波日报;2010年

4 冯tD　夏君娜 张弦;市民五年内可用上“智能电表”[N];宁波日报;2010年

5 记者 金振文　通讯员 程权;天津上千户居民用上智能电表[N];国家电网报;2010年

6 实习记者 陈飞燕;智能电表 明白用电缴钱方便[N];四川日报;2010年

7 彭晔;智能电表市民爱[N];西南电力报;2010年

8 国网能源研究院 王峰峰;加大智能电表技术创新力度[N];国家电网报;2010年

9 记者 鲍丕勇　通讯员 周洋;全市智能电表更换工作启动[N];徐州日报;2010年

10 汤荣汛;智能电表在巢湖投入使用[N];中国建设报;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张喜峰;基于ZigBee和GPRS通信的智能电表系统的设计[D];内蒙古大学;2015年

2 叶挺;基于自制罗氏线圈的农配网智能电表专用SPD研究[D];南京信息工程大学;2015年

3 陈勇;基于本体的智能电网历史与实时数据流查询研究[D];华北电力大学;2015年

4 位书军;IC卡智能电表的硬件设计[D];河南师范大学;2015年

5 何小辉;一种单相远程智能电表的设计与实现[D];河南科技大学;2015年

6 唐菁;基于传感网络的智能电表现场服务终端设计与实现[D];电子科技大学;2013年

7 于婷;基于无线通信技术的智能电表研制[D];大连理工大学;2015年

8 熊海涛;智能电表集中充值查询终端系统设计与实现[D];电子科技大学;2014年

9 章文;智能电表数据采集与故障分析系统的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

10 高文峰;一种适用智能电网中的新型智能电表设计[D];东北石油大学;2015年

，

本文编号：594429