基于嵌入式的智能电表数据集中器软硬件应用设计

摘要

随着我国经济社会高速发展，人民生活水平不断提高，生活用电与企事业单位用电量急剧增长，抄表任务也急剧增加，因此，智能电量采集系统应运而生。而智能电表数据集中器在智能电量采集系统中处于整个系统核心位置，是上下行通信的桥梁。
　　我们研究了市场上主流的数据集中器，并根据数据集中器的基本功能以及应用的技术，选用ARM S5PV210芯片为核心处理器，结合了第三代移动通信3G网络技术，添加了摄像头防盗功能，实现了下行RS-485通信，上行以太网、GPRS/3G通信的数据集中器。
　　本文主要进行了智能电量采集系统中智能电表数据集中器的软硬件应用设计与实现的工作。首先，我们对智能电量采集系统进行了系统的了解，对上位机、集中器、智能电表有了清晰的认识；然后，我们对市场上的设备进行分析对比，并对其所采用的技术进行深入的学习；最后，我们提出了数据集中器的设计方案，并根据方案对软硬件进行细化与实现。数据集中器采用SAMSUNG S5PV210处理器，具有性能高、接口丰富的优点；采用可裁剪的嵌入式Linux操作系统，提供3G通信接口和驱动；结合目前智能电表的通信接口，采用RS-485总线作为下行通信方式；采用以太网、GPRS/3G作为下行通信方式，具有应用广泛、稳定、传输速度快的特点；采用接近开关来触发摄像头拍照，以达到预防盗窃的作用。
　　最后，对本文设计开发过程进行了总结，并对系统下一步需要扩展和改进的工作进行了设计和展望。
　　随着我国经济社会高速发展，人民生活水平不断提高，生活用电与企事业单位用电量急剧增长，抄表任务也急剧增加，因此，智能电量采集系统应运而生。而智能电表数据集中器在智能电量采集系统中处于整个系统核心位置，是上下行通信的桥梁。
　　我们研究了市场上主流的数据集中器，并根据数据集中器的基本功能以及应用的技术，选用ARM S5PV210芯片为核心处理器，结合了第三代移动通信3G网络技术，添加了摄像头防盗功能，实现了下行RS-485通信，上行以太网、GPRS/3G通信的数据集中器。
　　本文主要进行了智能电量采集系统中智能电表数据集中器的软硬件应用设计与实现的工作。首先，我们对智能电量采集系统进行了系统的了解，对上位机、集中器、智能电表有了清晰的认识；然后，我们对市场上的设备进行分析对比，并对其所采用的技术进行深入的学习；最后，我们提出了数据集中器的设计方案，并根据方案对软硬件进行细化与实现。数据集中器采用SAMSUNG S5PV210处理器，具有性能高、接口丰富的优点；采用可裁剪的嵌入式Linux操作系统，提供3G通信接口和驱动；结合目前智能电表的通信接口，采用RS-485总线作为下行通信方式；采用以太网、GPRS/3G作为下行通信方式，具有应用广泛、稳定、传输速度快的特点；采用接近开关来触发摄像头拍照，以达到预防盗窃的作用。
　　最后，对本文设计开发过程进行了总结，并对系统下一步需要扩展和改进的工作进行了设计和展望。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外发展现状

1.3 课题来源

1. 4 论文主要研究内容

1. 5 论文的内容安排

第2章 智能电量采集系统概述

2.1 智能电量采集系统介绍

2.2 智能电表数据集中器设计

2.3 智能电表以及远程管理系统的简介

2.4 系统使用的关键技术简介

2.5 本章小结

第3章 集中器硬件设计与实现

3.1 数据集中器硬件设计

3.2 MCU及外围电路模块

3.3 电源电路模块

3.4 通信模块

3.5 防盗摄像头模块

3.6 本章小结

第4章 集中器软件设计与实现

4.1 软件架构综述

4.2 看门狗任务设计

4.3 软件抗干扰设计

4.4 下行RS-485通信软件设计

4.5 上行通信使用的协议

4.6 上行通信软件设计

4.7 摄像头图片采集软件设计

4.8 备份下载设计

4.9 远程系统升级设计

4.10 本章小结

第5章 调试与应用

5.1 集中器样板机的制作

5.2 系统功能测试及结果

5.3 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A 数据集中器测试详细数据