基于光通信的能源数据采集系统

摘要

能源数据采集系统是能源管理的重要基础，针对目前能源数据采集系统存在的问题和工业应用的实际需求，本文基于现有能源数据采集研究成果，提出了一个新的能源数据采集系统设计方案，并完成相应的硬件、软件和逻辑设计。
　　本系统主要由数字仪表网络、接口转换模块、中央控制单元和远程数据传输模块等部分构成。数字仪表组网采用成熟的RS485总线方式，接口转换模块采用集成RS485收发器;中央控制单元采用流行的Android嵌入式系统，其提供图形化显示界面和触控式输入操作，具备良好的用户体验;远程数据传输部分利用CPLD调制解调器与光模块的组合实现光通信，提高了通信的抗干扰能力，同时解决系统的远程数据传输问题。
　　系统拥有综合能源数据采集能力，仪表容量高达256，还提供智能仪表配置方式，具备通信故障监控与报警功能，并能够实现智能数据保护。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 课题研究的目的与意义

1．3 课题研究主要内容

1．4 主要创新点

1．5 文章结构安排

第2章 能源数据采集系统发展现状及相关知识

2．1 能源数据采集系统及其发展现状

2．2 基于光通信的能源数据采集系统

2．3 能源数据采集常用仪表简介

2．4 能源数据采集仪表通信协议—Mod-bus

2．4．1 查询与回应

2．4．2 传输方式

2．4．3 数据帧格式

2．4．4 错误校验方法

2．5 本章小结

第3章 系统总体设计

3．1 需求分析

3．2 总体设计

3．3 重要技术基础

3．4 本章小结

第4章 系统硬件设计

4．1 RS485收发器模块设计

4．2 CPLD电路设计

4．3 光通信电路设计

4．4 其它电路

4．5 本章小结

第5章 嵌入式系统软件设计

5．1 软件开发工具简介

5．2 嵌入式系统软件设计

5．2．1 系统软件主流程

5．2．2 仪表轮询流程

5．2．3 远程通信子流程

5．2．4 数据保护子流程

5．3 本章小结

第6章 CPLD逻辑设计

6．1 CPLD开发工具简介

6．2 调制解调方式的选择

6．3 调制解调器逻辑设计

6．3．1 2PSK调制器逻辑设计

6．3．2 2PSK解调器逻辑设计

6．3．3 2DPSK调制器逻辑设计

6．3．4 2DPSK解调器逻辑设计

6．4 本章小结

第7章 嵌入式系统人机界面

7．1 系统主界面

7．2 系统菜单界面

7．3 仪表配置界面

7．4 故障报警界面

7．5 其它界面

7．6 本章小结

第8章 总结与展望

8．1 本文总结

8．2 研究展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士期间发表的论文

附录2 攻读硕士期间参加的科研项目