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电力远程抄表系统是实现智能电网“信息化、自动化、互动化”的基本手段,已经在国内电力系统中得到了广泛的应用。一直以来,困扰电力远程抄表终端的开发者的最大问题就是各省区系统数据通信协议缺少统一的标准,对终端设备的功能要求也不尽相同。随着2009年底国家电网公司《电力用户用电信息采集系统》系列标准的制定,问题迎刃而解。本文结合符合国网规约的电力远程抄表系统的开发,系统研究了基于嵌入式处理器的电力远程抄表终端及相关通信技术。
电力远程抄表终端由集中器、采集器组成。集中器基于S3C2410微处理器和嵌入式Linux开发平台。为满足系统设计要求,集中器硬件可包括GPRS模块、以太网、电力线载波PLC、RS485、LCD、触摸屏以及交流采样模块。软件工作包括SPI设备驱动的开发,嵌入式中间件MiniGUI的移植,PPP协议的移植以及上层应用程序等开发。集中器与采集器之间的通信信道可定制选择PLC或者RS485,通信协议为DL/T645多功能电能表通信规约。采集器采用基于ARM7TDMI内核的LPC2131作为处理器,外围接口电路主要为两路485、一路PLC。采集器主要负责集中器与电能表之间数据帧的解析与转发功能。
论文分析了电力远程抄表系统的国内外现状和发展趋势,阐述了电力远程抄表终端的设计需求,介绍并分析了一些常用通信方式的优缺点,给出了系统总体方案设计;结合多种通信接口与介质,详细论述了集中器软硬件基本原理,重点阐述了集中器硬件电路设计、设备驱动模块、多任务调度和各种通信接口控制过程的实现;以高效、高可靠数据交换与管理为目标,论述了采集器的软硬件模块设计和实现;并在论文最后给出了系统主要功能模块的测试方法以及运行结果。