农网智能配变监测终端的设计与实现

摘要

近年来，随着我国工业化的进程不断的加快及国民经济的飞速发展，农村电力需求量日益剧增，加快农网改造已经刻不容缓。
　　智能配变监测终端是配电自动系统的重要组成部分，通过实时监测变压器的运行情况对监测数据进行有效的统计与分析，并能及时的发现配电变压器的异常情况并对其进行及时处理，实现配电电网的稳定性和高可靠性，进而提高了电力设备资源利用率，降低劳动强度与供电成本，有效的缓解电力系统管理。
　　本论文通过分析国内外配变监测终端的基础上，根据农网智能配变终端功能规范和技术条件，研制了一种集多功能于一体的新型智能配电终端。该终端采用高性能ARM Cortex-M3处理器和嵌入式实时系统μ C/OS-II相结合的整体设计方案。该方案设计有效的解决了以往配变终端实时性差、可靠性不高的问题；该终端在硬件设计方面，采用模块化设计思想，以微控制器STM32F103ZE为主控核心，以专用计量芯片ATT7022E为采样核心。在软件设计方面，采用多任务的设计方式。
　　本人的主要工作是软件部分的程序编写与调试。在软件设计方面主要实现了μ C/OS-II在STM32F103ZET6上的移植；对操作系统任务进行整体划分，编写了μ C/OS-II的应用程序API函数接口和底层硬件驱动函数接口；
　　通过试验表明，所设计的智能配电终端样机符合要求，达到预期效果。

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第一章 绪论

§1.1课题研究背景及意义

§1.2 配电自动化国内外研究动态

§1.3 智能电网的发展趋势

§1.4 本文研究内容与章节安排

§1.5 本章小结

第二章 配变终端概述及通信规约解析

§2.1 智能配变终端概述

§2.2 配变监测计量终端传输通信规约解析

§2.3 本章小结

第三章 配变监测终端总体方案设计

§3.1 配变监控系统组成结构

§3.2 配变监测终端原理

§3.3 配变监测终端设计需求

§3.4 智能配变终端的总体设计方案

§3.5 主要芯片的选择

§3.6 本章小结

第四章 智能配变终端硬件设计

§4.1 智能配变终端硬件总体结构设计

§4.2 微控制器最小系统电路设计

§4.3 智能配变终端计量电路设计

§4.4 时钟模块电路设计

§4.5 电源监测复位模块电路设计

§4.6 蜂鸣器告警电路设计

§4.7 LCD接口电路设计

§4.8 通信接口电路设计

§4.9 存储电路扩展设计

§4.10 本章小结

第五章 智能配变终端的软件设计

§5.1 嵌入式μ C/OS-II系统平台的搭建

§5.2 终端系统的总体软件结构框图

§5.3 任务设计及任务划分

§5.4 人机交互驱动程序设计

§5.5 计量模块软件设计

§5.6 实时时钟软件设计

§5.7 串行口中断接收程序设计

§5.8 智能配变终端后台管理系统

§5.9 本章小结

第六章 系统运行与实验结果分析

§6.1 主站与终端电能量实时采集试验

§6.2 终端对日负荷数据采集分析

§6.3 本章小结

第七章 总结与展望

§7.1 总 结

§7.2 展 望

参考文献

致谢

攻读硕士期间主要研究成果

附录A 智能配变终端主控板实物图

附录B 智能配变终端电源板实物图