(电能表远程数据采集系统.doc

目录 前言 3 正文 3 一、关键技术 3 1、现场可编程门阵列(FPGA)技术 3 2、多线程技术 3 3、无线数传电台技术 4 4、CRC校验技术； 4 5、防止电平触发方式下发生不必要的中断 4 二、系统设计 4 1、系统的整体设计方案； 4 2、数据采集部分解决方案； 5 3、存储与传输部分解决方案 5 4、无线传输解决方案 5 三、系统实现 6 1、采集与存储部分 6 2、用户接口部分 6 3、数据传输部分 6 4、测试分析 7 总结 7 致谢 8 参考文献 8 前言 目前国内很多企业的电能表现场数据的获得还是依靠人工现场抄数这种方式工作强度大，获得数据的时效性差管理成本高在边远地区无人值守的地方非常不方便在高压计量点更具有一定的危险性基于此自动化的远程数据采集越来越受到重视。29 式时运行模式指示灯变绿。看门狗定时器溢出指示灯指示系统2的看门狗状态。系统产生故障无法恢复时故障指示灯变红。 3、数据传输部分 该部分由基于TCP/IP的网络传输部分和无线传输部分组成。这里主要关注后者。? 整个数据采集系统里大量使用到了串口，有必要对串口通信的协议作专门的设计和说明。串口的通讯速度比较慢，一般传输当中均会有误码产生。传输的误码率与传输线路质量和采用的屏蔽措施有很大关系。串口传输当中误码是不可避免的，如何识别误码，并重传这些误码是解决此类问题的关键。如果出现一个错误就放弃整个文件，可能会造成永远传不成功，如果对错误不理，则会造成传输的文件与原文件内容不同，造成文件错误[42]。针对这种问题我们研究出一种将文件或命令分成长度可变的多个包，分包传送，如果某一包传输错误只重传出错的包的方法。通信涉及远程控制软件，单片机和系统板，我们将它们分别记为系统0，系统1，系统2。下面的讨论以此为准。 首先，通过串口传输的内容要有地址信息。从系统框图上可以看出，系统0与系统1通过串口通信；系统1与系统2也通过串口通信；系统0与系统2不能直接通过串口来通信，而只能由系统1来中转。这样，系统1在从串口收到数据后首先要弄清数据是否是发给自己的，如果是，则自己处理，否则就转发。于是，在发送数据时要添加发送源和发送目的信息，以便于处理。? 其次，串口传输的数据单位大小不固定。根据工作流程的描述，串口传输内容包括命令，状态信息，数据文件，配置文件等，根据传输内容的不同，每次传输内容的长短不一。对于命令或状态，几个字节，比较短，一次就可传完；而文件传输过程中，数据文件可以达到几百兆，一般要分成若干个小数据包来分批传送。? 另外，串口通信速度比较慢，一般传输过程中均会有误码产生。如何识别误码并重传是解决此问题的关键。例如在文件传输过程中，如果某个地方出错而重传整个文件，可能造成永远都传不成功。? 最后，文件传输可能花费较长时间，在传输过程中，考虑到用户可能会中止传输过程，通信协议要考虑到这种需求。? 针对以上这些特点，设计出以“长度可变的包”为基本传输单位的串口通信协议。一个包由同步字段，控制字段和若干个信息字段组成。 4、测试分析 EP9312(ARM9)嵌入式系统板，连接有一块用于存储采集数据的小硬盘，对应于前面讨论的系统2；一块在设计之中的基于FPGA的采集板。?主要包括以下工作：测试目的和范围、测试平台的搭建、测试过程、参数预置、数据采集、数据传输和数据回放。 总结 本文针对远程数据采集系统项目，对与之相关的一些关键技术进行了深入的研究和实践，提出了一整套满足项目的需求的高速数据采集系统。具体来说，主要进行了以下工作：介绍了远程数据采集系统中所用到的关键技术，包括现场可编程阵列技术、多线程技术、循环缓冲区技术、CRC校验技术、DMA技术等等。这些技术和理论论证了系统的可行性。 同时对下面两部分进行了技术探讨：远程数据采集系统的设计与实现。系统设计以基于FPGA的逻辑控制模块作为数据采集部分、EP9312(ARM9)嵌入式系统板和单片机作为存储和传输部分、PC机作为远程控制站。系统采用无线数传电台技术实现无线数据传输。EP9312嵌入式系统板为整个系统的控制核心，在该板上使用Linux作为系统软件。?对数据采集系统进行整体的测试。包括测试平台的搭建、各功能模块的测试（系统的参数设置、数据采集、数据传输、数据回放）。 致谢 首先，我要衷心感谢指导老师高锋老师！导师严谨和实事求是的治学态度、渊博的知识、可敬的学者风范和高昂的工作热情，深深地影响着我。在此，向导师所给予的所有热切关心和巨大帮助表示衷心感谢！ 感谢浙江大学远程教育这个平台，在两年的求学生涯中，给我提供学习与交流的平台，给我创造了就业后续学历的机会！ 感谢国网浙江省电力公司宁波供电公司营销部的电能表远程数据采集系统负责人