应用于电力线通信的嵌入式软件设计

摘要

电力线通信技术是将携带有数据的电信号调制到电力线上，使用供电电力线作为信道进行通信的方式，具有成本低、方便快捷和易于组网的特点。将电力线通信技术与嵌入式技术相结合构成的电力线通信系统，具有嵌入式系统的专用性、可靠性、应用领域广泛等特点，在电力远动系统中得到了广泛应用，是电力线通信技术研究的一个重要方向。
　　本文主要研究可在电力系统通信主站和从站终端中运行的远动通信应用软件的设计与实现。在对电力远动通信协议和相关报文格式分析的基础上，论文通过UML建模，分析软件的主程序类关系以及总召唤、单命令遥控等应用功能的执行过程，并在Visual Studio2010平台上完成了软件的界面设计和功能实现。软件的主界面分为四个部分:系统、网络设置、电力线设置和应用，其中实现了远动通信的应用功能的主要是应用界面及系统界面中的网络管理部分。应用界面中的应用功能部分是软件的核心，主要实现总召唤、单命令遥控召唤等远动通信规约中定义的应用功能的选择和参数设置，以及对应用功能执行过程的控制。除此之外，应用界面中的应用方式、统计方式、动态数据显示等部分分别实现了主从方式和从站地址的设置、应用功能报文的统计、收发报文的解析和动态显示功能。系统界面中的网络管理部分实现了在主站对各个从站当日收发报文的数量、时延和在线时间的统计。
　　测试结果表明，本软件能够运行于与电力线通信嵌入式系统相连接的主站和从站终端设备中，实现总召唤、单命令遥控召唤等多个应用功能的正常执行，完成完整的远动通信过程。同时软件可以对通信过程进行动态显示和监督，并在主站进行各个从站通信状态的统计。

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摘要

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缩略语表

第1章 绪论

1．1 课题背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容与设计要求

1．3．1 研究内容

1．3．2 设计要求

1．4 论文组织结构

第2章 电力线通信系统原理及通信协议分析

2．1 概述

2．2 电力线通信系统

2．2．1 系统架构

2．2．2 实现方案

2．2．3 通信帧结构

2．2．4 基本命令格式

2．3 远动通信规约说明

2．3．1 DL／T634．5 104规约结构

2．3．2 DL／T634．5 104报文结构

2．4 本章小结

第3章 应用于PLC的嵌入式软件建模

3．1 概述

3．2 统一建模语言介绍

3．3 主程序类图

3．4 顺序图模型

3．4．1 主程序顺序图

3．4．2 应用功能的顺序图描述

3．5 应用功能的状态图

3．6 本章小结

第4章 PLC嵌入式软件设计

4．1 概述

4．2 应用方式设置类

4．3 应用功能类

4．3．1 应用功能ASDU的生成

4．3．2 命令生成定时器响应

4．3．3 接收线程监听

4．3．4 接收报文处理

4．3．5 I格式报文处理

4．4 应用功能统计类

4．5 动态数据显示类

4．6 网络管理类

4．6．1 在线定时器超时响应

4．6．2 网络管理列表刷新

4．7 应用功能定时器类

4．8 字符串处理类

4．8．1 时标字符串

4．8．2 归一化值、标度化值和短浮点数

4．9 本章小结

第5章 软件测试及结果分析

5．1 概述

5．2 软件的模块测试

5．3 整体测试及结果分析

5．3．1 测试准备

5．3．2 应用功能测试

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢