低压远程电力论文提纲

论文题目：基于低压电力载波远程抄表系统的设计与实现

摘要：伴随国内电力用户规模的快速增长,无论是工业,还是民用,电能表的数目都有明显增长,抄表管理任务越来越繁重。现在的人工抄表强度很大、效率却低,还有一些问题,比如估抄、漏抄、错抄、抄表周期长等等,最后数据还要经过人工输入计算机才能进入管理系统。这种方式不再满足电力管理现代化的要求,甚至会给电网公司带来不可估量的重大损失。因此使用一种便捷、智能计量的远程抄表系统将是未来国家电网发展的方向。基于低压电力载波远程抄表系统将数据上传到主站管理系统,抄表系统还会根据主站指令与载波电能表进行双向通讯,不但能向电能表发送指令,还可以设置和读取载波电能表的很多参数。本文中载波模块的创新点:采用OFDM正交频分复用技术,频带利用率很高,还能有效抵抗多径干扰,支持子信道的动态分配的功能,有很强的抗窄带干扰的能力;有128bitsAES加密机制保障通信安全性;采用非对称中继通信方式,还具有中继转发策略;优先考虑信道划分的优先级,确保对紧急任务的快速反应。从中心频率上看,从传统的110kHz提高到了330.47kHz,通信速率从支持330bps提高到了207.6kbps。远程抄表系统的硬件设计中包括载波芯片及外围电路、电源电路、限流电路、信号放大电路、耦合及接收滤波电路、过零检测电路、接口电路、存储电路、GPRS电源电路、串口电路、SIM卡接口电路等。软件设计包括抄表系统主模块、GPRS通讯模块软件设计以及系统内部、与下位机以及与主站的通讯协议。为了验证本论文设计并焊接制作的远程抄表系统的正确性,通过对载波通信模块性能测试、各电路测试波形与理论分析,搭建实验平台,连接载波通信模块、GPRS通讯模块、其他硬件电路、DDZY1122-Z型单相费控智能电能表和主站管理软件系统,验证该系统能否正确采集电量。本文所研究的远程抄表系统,实现无人工抄表、无人工催费、无人工服务、全采集、全覆盖、全费控,不仅从根本上克服了传统的人工抄表方式带来的诸多缺憾,而且具有布线简单、成本低、效率高、传输速度快、可靠性高、使用面广等优点。

关键词：远程抄表;电力载波;低压电力线

学科专业：电气工程（专业学位）

摘要

Abstract

1 背景及意义

1.1 选题的背景及设计必要性

1.2 国内外研究概况及发展趋势

1.3 课题的意义

1.4 论文设计与实现的主要工作

2 系统结构及技术核心

2.1 系统方案的确定

2.2 系统结构

2.3 OFDM低压电力线载波通信系统

2.3.1 OFDM的调制和解调原理

2.3.2 DFT实现

2.3.3 保护间隔和循环前缀

2.3.4 加窗技术

2.4 本章小结

3 远程抄表系统的硬件设计

3.1 单相载波通信模块设计

3.1.1 载波芯片及外围电路设计

3.1.2 电源电路设计

3.1.3 限流电路设计

3.1.4 信号放大电路设计

3.1.5 信号耦合及接收滤波电路设计

3.1.6 过零检测电路设计

3.1.7 接口及指示灯电路设计

3.2 GPRS通讯模块的硬件设计

3.2.1 M590E芯片

3.2.2 电源及复位接口设计

3.2.3 串口接口设计

3.2.4 SIM卡接口设计

3.2.5 射频连接器设计

3.3 本章小结

4 远程抄表系统的软件设计

4.1 抄表系统主模块软件设计

4.2 GPRS通讯模块软件设计

4.3 远程抄表系统与下位机的通讯协议

4.4 远程抄表系统的内部通讯协议

4.4.1 帧格式

4.4.2 帧内容描述

4.5 远程抄表系统与主站的通讯协议

4.6 本章小结

5 远程抄表系统的性能测试

5.1 载波通信模块的性能测试

5.1.1 信号耦合变压器处的波形

5.1.2 信号放大滤波电路的各点波形

5.1.3 信号接收滤波电路的各点波形

5.1.4 载波芯片及外围电路的各点波形

5.1.5 过零检测电路的波形

5.2 抄表系统设计指标测试

5.3 抄表系统的综合性能测试

5.4 本章小结

结论

参考文献

附录A SSC1650引脚定义详细描述

附录B M590E引脚定义详细描述

附录C 其他硬件电路的设计

致谢