南京理工大学计算机工程硕士毕业论文开题报告

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1、基于嵌入式基于嵌入式LinuxLinux的电力集抄系的电力集抄系统数据集中器的研究与实现统数据集中器的研究与实现 学学 号号 011006448 011006448 姓姓 名名 邱丽莉邱丽莉 专专 业业 计算机技术计算机技术 学校导师学校导师 企业导师企业导师 钟彦征钟彦征 工程硕士开题报告工程硕士开题报告1 1报告内容报告内容1 1选题背景和现状选题背景和现状选题背景和现状选题背景和现状选题背景和现状选题背景和现状2 2选题意义选题意义选题意义选题意义选题意义选题意义 3 3研究内容和创新点研究内容和创新点研究内容和创新点研究内容和创新点研究内容和创新点研究内容和创新点4 4研究方法和手段研

2、究方法和手段研究方法和手段研究方法和手段5 5论文进度安排论文进度安排论文进度安排论文进度安排6 6参考文献参考文献参考文献参考文献2 2一、选题背景和现状一、选题背景和现状（一）研究背景（一）研究背景 近年来近年来,随着社会的不断发展随着社会的不断发展,国内外能源紧国内外能源紧缺，对电力资源的需求也急剧增长缺，对电力资源的需求也急剧增长,国内电力事国内电力事业有了前所未有的发展。那么，在科学、有效、业有了前所未有的发展。那么，在科学、有效、及时的管理能源系统和电力调度方面就显得至关及时的管理能源系统和电力调度方面就显得至关重要。在电力业务规模发展的同时重要。在电力业务规模发展的同时,电力集抄

3、系电力集抄系统自动控制技术的需求也在不断增长。随着计算统自动控制技术的需求也在不断增长。随着计算机技术和电子技术的迅猛发展，许多新的自动控机技术和电子技术的迅猛发展，许多新的自动控制方式和系统方案得到进一步的演化，为新型抄制方式和系统方案得到进一步的演化，为新型抄表系统的实现提供了更多的可能。表系统的实现提供了更多的可能。3 3 目前，电力集抄系统已成为目前，电力集抄系统已成为电力行业研究的一个热点。对智电力行业研究的一个热点。对智能电力集抄系统的研发，不仅可能电力集抄系统的研发，不仅可以减少传统抄表显现的诸多弊端，以减少传统抄表显现的诸多弊端，如错抄、漏抄、估抄等，还有利如错抄、漏抄、估抄等

4、，还有利于供电管理单位科学计算变损，于供电管理单位科学计算变损，极大地方便了人们的日常生活以极大地方便了人们的日常生活以及能源管理部门的工作，同时提及能源管理部门的工作，同时提高了能源的有效分配和利用。高了能源的有效分配和利用。4 4（二）研究现状（二）研究现状 近年来，抄表自动控制技术在国内外应运而近年来，抄表自动控制技术在国内外应运而生，尤其是电力集抄系统发展迅速，国内外许多生，尤其是电力集抄系统发展迅速，国内外许多专家正在大力研发电力集抄系统的研制工作。而专家正在大力研发电力集抄系统的研制工作。而数据集中器是电力集抄系统主要载体，电力集抄数据集中器是电力集抄系统主要载体，电力集抄系统的各

5、种通信方式及功能的实现主要是靠集中系统的各种通信方式及功能的实现主要是靠集中器实现，因此，数据集中器也是电力集抄系统中器实现，因此，数据集中器也是电力集抄系统中的主要研究对象。西安科技大学的曾祥岭教授指的主要研究对象。西安科技大学的曾祥岭教授指出，以通信方式对现阶段的国内外电力集抄表系出，以通信方式对现阶段的国内外电力集抄表系统进行分类，主要分为有线方式、无线方式和电统进行分类，主要分为有线方式、无线方式和电力线载波方式等。力线载波方式等。5 5东南大学的白文宝教授东南大学的白文宝教授在文献中提到随着信息在文献中提到随着信息技术的不断发展，各种技术的不断发展，各种新的技术在电力集抄系新的技术在

6、电力集抄系统上也得到广泛的应用。统上也得到广泛的应用。比如：蓝牙技术、无线比如：蓝牙技术、无线局域网技术、嵌入式系局域网技术、嵌入式系统、以太网技术、统、以太网技术、GPRSGPRS和和CDMACDMA技术以及图形图技术以及图形图像抄表技术。像抄表技术。6 6二、选题意义二、选题意义 我国当前用的抄表系统管理模式大致有：人工抄表我国当前用的抄表系统管理模式大致有：人工抄表方式、方式、ICIC卡收费方式、自动抄表方式。卡收费方式、自动抄表方式。ICIC卡收费方式成卡收费方式成本较高，且实时性差，在相对落后地区的实施应用较为本较高，且实时性差，在相对落后地区的实施应用较为困难。人工抄表方式虽然容易

7、实现和管理，但是不可避困难。人工抄表方式虽然容易实现和管理，但是不可避免地会遇到统计不准确，效率低，劳动强度和风险系数免地会遇到统计不准确，效率低，劳动强度和风险系数高，操作难以规范等问题，不适合电力的管理。同时，高，操作难以规范等问题，不适合电力的管理。同时，电力管理部门也希望新技术的应用能够解决他们实际工电力管理部门也希望新技术的应用能够解决他们实际工作中遇到的抄表难、收费难、准确性低、实时性差等诸作中遇到的抄表难、收费难、准确性低、实时性差等诸多难题。自动抄表系统近年来发展迅速，但是市场上大多难题。自动抄表系统近年来发展迅速，但是市场上大多采用多采用8 8位或位或1616位单片机开发，效

8、率低、实时性不高。位单片机开发，效率低、实时性不高。因此，实现方便的、高效率的、智能的电力集抄系统具因此，实现方便的、高效率的、智能的电力集抄系统具有较大的现实意义。有较大的现实意义。7 7本课题应用价值主要体现在：本课题应用价值主要体现在：（1 1）对传统抄表系统的改进，自动采集用户电量信息，）对传统抄表系统的改进，自动采集用户电量信息，经过数据处理、存储、分析，然后上传至管理中心，经过数据处理、存储、分析，然后上传至管理中心，从而实现了数据的自动、集中、实时抄录。从而实现了数据的自动、集中、实时抄录。（2 2）基于嵌入式）基于嵌入式LinuxLinux操作系统，使得系统应用程序操作系统，使

9、得系统应用程序的开发简化，由于的开发简化，由于LinuxLinux系统的稳定性和成熟性，使得系统的稳定性和成熟性，使得系统的可靠性、可移植性大为提高。系统的可靠性、可移植性大为提高。（3 3）免除了人工抄表的系列问题，能够及时发现电能）免除了人工抄表的系列问题，能够及时发现电能计量中出现的异常情况，如电能表失准、损坏、偷电计量中出现的异常情况，如电能表失准、损坏、偷电盗电等问题，有效地降低供电网络运营成本。盗电等问题，有效地降低供电网络运营成本。（4 4）将计算机技术和电子技术领域的新技术，如嵌入）将计算机技术和电子技术领域的新技术，如嵌入式式LinuxLinux、GPRSGPRS、复合通信及

10、自适应组网技术应用于电、复合通信及自适应组网技术应用于电力集抄行业。力集抄行业。8 8三、研究内容和创新点三、研究内容和创新点 本课题中的电力远程集抄系统数据集中器采用本课题中的电力远程集抄系统数据集中器采用嵌入式嵌入式LinuxLinux、GPRSGPRS、复合通信技术，实现电能表数、复合通信技术，实现电能表数据向管理终端的自动化传递，从而彻底地实现用电据向管理终端的自动化传递，从而彻底地实现用电信息的全自动化采集。数据集中器是电力集抄系统信息的全自动化采集。数据集中器是电力集抄系统重要设备之一，处于自动抄表系统的中间位置，可重要设备之一，处于自动抄表系统的中间位置，可将多台电能采集终端与服

11、务器的数据库和数据控制将多台电能采集终端与服务器的数据库和数据控制中心连接起来。上行具有网络功能，接收服务器发中心连接起来。上行具有网络功能，接收服务器发送的命令，经过处理进行转发。下行存储电能采集送的命令，经过处理进行转发。下行存储电能采集终端数据，并以某种方式传送至服务器。终端数据，并以某种方式传送至服务器。（一）研究内容（一）研究内容9 9 1 1、嵌入式、嵌入式LinuxLinux系统在系统在ARMARM平台上的平台上的构建。本文设计的数据集中器将基于嵌入构建。本文设计的数据集中器将基于嵌入式式LinuxLinux系统在高速嵌入式处理器系统在高速嵌入式处理器AT91SAM9261AT9

12、1SAM9261的构建，具有更好的可靠性、的构建，具有更好的可靠性、实时性和准确性。实时性和准确性。2 2、GPRSGPRS技术在电力集抄系统中的应技术在电力集抄系统中的应用。将研究用。将研究GPRSGPRS技术及其网络结构，用技术及其网络结构，用GPRSGPRS实现数集中器上行远程通信。实现数集中器上行远程通信。（二）本课题创新点（二）本课题创新点1010 3 3、复合通信技术的应用。采用低压、复合通信技术的应用。采用低压电力线载波或者无线通信的复合通信方式，电力线载波或者无线通信的复合通信方式，选择什么样的复合方式选择什么样的复合方式,需根据实际情况需根据实际情况统筹考虑。统筹考虑。4 4

13、、自适应组网技术的应用。采用无、自适应组网技术的应用。采用无线通信模块线通信模块SRWF-SunRayNetSRWF-SunRayNet实现基于实现基于mesh mesh networknetwork构架的自适应无线网络，自动路构架的自适应无线网络，自动路由，无路由级数限制。组网过程自动完成，由，无路由级数限制。组网过程自动完成，现场无需人工设置参数。现场无需人工设置参数。1111四、研究方法和手段四、研究方法和手段（1 1）对整个电力集抄系统的总体框架结构进行）对整个电力集抄系统的总体框架结构进行分析，引申出数据集中器在电力集抄系统中的分析，引申出数据集中器在电力集抄系统中的重要位置，介绍集

14、中器的工作原理以及集中器重要位置，介绍集中器的工作原理以及集中器需要实现的主要功能。需要实现的主要功能。（2 2）制定数据集中器的软硬件设计方案。由于）制定数据集中器的软硬件设计方案。由于集中器是一个嵌入式系统，因此按照嵌入式系集中器是一个嵌入式系统，因此按照嵌入式系统的设计开发流程，根据集中器的现实需要及统的设计开发流程，根据集中器的现实需要及对实现功能进行分析，确定集中器系统的体系对实现功能进行分析，确定集中器系统的体系结构设计，包括对硬件、软件的功能划分。结构设计，包括对硬件、软件的功能划分。拟采取的方法（手段）拟采取的方法（手段）1212（3 3）完成系统硬件部分的设计，包括交流采样模

15、块、）完成系统硬件部分的设计，包括交流采样模块、RS485RS485串口、串口、GPRSGPRS通信、低压载波通信、低压载波/无线复合接口、无线复合接口、以太网接口、以太网接口、LCDLCD显示模块的设计。显示模块的设计。（4 4）在上述工作的基础上，完成软件平台的构建，）在上述工作的基础上，完成软件平台的构建，包括包括BootloaderBootloader、LinoxLinox操作系统的移植，制作文件操作系统的移植，制作文件系统。按照硬件功能分别实现系统。按照硬件功能分别实现LinuxLinux下的驱动程序开下的驱动程序开发及应用层软件的设计。最终完成各种通信模式下发及应用层软件的设计。最

16、终完成各种通信模式下的抄表测试。的抄表测试。（5 5）实现）实现GPRSGPRS技术和低压电力载波和无线通信的复技术和低压电力载波和无线通信的复合通信技术在远程电力抄表系统中的应用。合通信技术在远程电力抄表系统中的应用。拟采取的方法（手段）拟采取的方法（手段）1313五、论文进度安排五、论文进度安排2000.022000.022000.022000.022000.042000.042000.042000.04 2000.052000.052000.052000.052000.062000.062000.062000.062000.072000.072000.072000.072000.0820

17、00.082000.082000.082000.092000.092000.092000.092000.112000.112000.112000.112000.122000.122000.122000.122001.022001.022001.022001.022001.032001.032001.032001.032001.072001.072001.072001.072001.082001.082001.082001.082001.102001.102001.102001.101414预期成果预期成果1 1 1 1、预期研究成果、预期研究成果、预期研究成果、预期研究成果（1 1 1 1）给

18、出嵌入式）给出嵌入式）给出嵌入式）给出嵌入式LinuxLinuxLinuxLinux的电力集抄系统数据集中器的电力集抄系统数据集中器的电力集抄系统数据集中器的电力集抄系统数据集中器的构架分析的构架分析的构架分析的构架分析（2 2 2 2）给出嵌入式）给出嵌入式）给出嵌入式）给出嵌入式LinuxLinuxLinuxLinux的电力集抄系统数据集中器的电力集抄系统数据集中器的电力集抄系统数据集中器的电力集抄系统数据集中器的技术分析的技术分析的技术分析的技术分析（3 3 3 3）给出设计嵌入式）给出设计嵌入式）给出设计嵌入式）给出设计嵌入式LinuxLinuxLinuxLinux的电力集抄系统数据集的电力集抄系统数据集的电力集抄系统数据集的电力集抄系统数据集中器的的解决方案中器的的解决方案中器的的解决方案中器的的解决方案（4 4 4 4）推广在现实社会中实际应用）推广在现实社会中实际应用）推广在现实社会中实际应用）推广在现实社会中实际应用2 2 2 2、成果形式、成果形式、成果形式、成果形式 研究生毕业论文研究生毕业论文研究生毕业论文研究生毕业论文1 1 1 1篇篇篇篇1515六、参考文献六、参考文献1 2 3 4 5 7 89 10 11 12 13 14 15 16161717