基于STM32F103C8的输电线路微气象远程无线监测系统

摘要

随着国民经济和社会的快速发展以及全国联网战略的实施，电网处于前所未有的快速发展期，电网的规模不断扩大，结构也日趋复杂，地理跨度日渐加大。我国幅员辽阔，气候差异很大，比如山区尤其是高海拔山区具有明显的立体气候特征，在一个小范围内，由于地形的变化，该地区气候也会有很大的差异。以一条几十公里至几百公里的高海拔山区送电线路为例，其地形上山岭纵横，高低悬殊，气象变化显著，小气候特点十分突出；然而，气象台(站)常建在城市及其附近地区，其观测的记录可以反映出区域的气象，难以反映出沿线峡谷、风口、高山分水岭等局部微地形点的实际气象情况。
　　 本文从社会生产实际出发，开发一套微气象远程无线监测系统用来关注一条高压输电线路所处的微气象环境信息。系统能够及时准确的再现监测点的真实微气象环境，再配合科学的数据分析方法和气象信息展示手段，以达到全局掌握输电线路气象信息，实时监测预警及气象历史资料积累这几个目的。以便为电网的正常运行以及为后期新建线路设计和运行线路改造提供可靠的气象参考资料。
　　 本文采用STM32系列处理器作为控制芯片，将多个传感器整合到了一套监测终端上，包括温度，湿度，风向，风速，日照辐射，气压，雨量七种传感器，使得一台监测装置可以同时监测七项微气象要素。系统数据传输以与控制芯片相连的GPRS DTU通过无线方式接入移动通信GPRS网络，实现远程的无线数据传输，并以此为基础实现大范围输电线路的微气象监测。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1课题背景及意义

1.2微气象相关知识介绍

1.3监测系统的比较

1.4本论文主要内容及结构安排

第二章 系统总体设计方案

2.1微气象监测终端的设计

2.1.1监测终端的组成部分

2.1.2监测终端的软件设计方案

2.2监测系统的框架结构

2.3 GPRS无线数据传输系统的设计原理

2.4系统设计预期目标

本章小结

第三章 系统硬件设计

3.1设计需求

3.2 MCU选择的原则

3.3 STM32系列处理器内部结构

3.4 STM32系列处理器介绍

3.5 MCU电路设计

3.6时钟模块

3.7 STM32启动模式配置

3.8 RS232串行接口电路

3.9 JTAG接口

3.10 EEPROM接口电路

3.11 GPRS通信模块

3.12系统电源模块

本章小结

第四章 数据采集模块的设计

4.1采集电路防雷保护介绍

4.1.1气体放电管

4.1.2瞬态电压抑制器

4.1.3高分子聚合物正系数温度电阻

4.2雨量采集

4.3风速风向采集

4.4温度采集

4.5湿度采集

4.6日照辐射采集

4.7 A D转换电路

4.8气压采集

本章小结

第五章 监测系统的无线传输

5.1无线数据传输方式的选择

5.2 GPRS技术介绍

5.3 GPRS工作原理及基本网络结构

5.4组网方案选择

5.5通信程序的设计

5.5.1 DTU端程序设计

5.5.2 DSC通信设计

本章小结

第六章 总结与展望

6.1工作总结

6.2展望

参考文献

发表论文情况

致谢

附录 STM32F103C8引脚分配表