初稿-智能电力监测系统的软件设计

智能电力监测系统的软件设计,专业：电子信息工程,目录,第一章 绪论第二章 智能电力监测系统原理第三章 单片机控制软件的设计第四章 串行通讯协议设计第五章 监控计算机软件系统设计,第一章 绪论,电力系统状态监测与故障诊断是近年来发展较快的新技术，但由于局限于技术的发展，传统的电力计量装置对其功能难以实现。这不仅使得计量电路上仪表众多，故障率高，而且大大影响了电力信号测量的准确性。同时，传统的电力计量系统无法实现数据的自动采集与分析，工作人员不得不通过定期循检来抄收各种电力数据并确保计量回路装置工作正常。这些也给人工抄表带来了很多问题，如抄读数据存在误差，操作难以规范化，数据采集不及时、耗费人工多、成本高、效率低。随着信息技术的飞速发展，为电力系统运行、监视、控制提供了新的技术手段，同时也对生产和经营管理提出了更高的要求。现代化生产和经营管理不仅要对大量信息迅速进行科学处理，而且还要求对复杂的管理问题进行最佳决策，传统的手工管理方式已经远不能适应这种需求，必须建立以计算机为核心的智能电力监测系统。,第二章 设计原理,本设计的原理：,设计流程,智能电力监测系统软件设计包括多功能电表软件设计和监控计算机软件设计两大部分，多功能电能表软件设计主要包括串行通讯协议设计、单片机控制软件设计。串行通讯协议是为了保证监控计算机与多功能电能表间大量数据传输的安全可靠性而设计的。在该协议设计中将监控计算机称为上位机。单片机控制软件设计主要是完成对ATT7022B数据采集的控制，读取ATT7022B信息，并将数据传送给上位机，由上位机实现监控。,第三章 单片机模块的相关设计,系统单片机软件部分设计采用模块化设计的方法，把实现系统全部功能一个完整的大程序分成几个功能相对独立的程序模块，对实现各个功能的程序模块分别进行设计、编程和调试，最后把各个调试好的程序模块联成一个完整的程序。模块化程序设计的优点是单个功能明确设计和调试比较方便、容易完成。 模块化编程的具体体现是把各个功能相对独立的模块作为子函数，即把程序设计成一个初始化子程序和一个大循环。程序初始化完成之后，在大循环里面实现单片机软件功能，主程序是一个不断循环检测结构。 本系统单片机软件主要包括主程序、初始化程序、ATT7022B复位程序、SPI通讯程序、数据采集程序、数据发送程序。系统还包括3个中断程序：ATT7022B判定中断程序、定时中断程序和串口通信中断程序。,主程序和中断程序设计,主程序主要是完成一些初始化工作，并定期向监控计算机发送信息。在主程序中，每隔一定时间就向监控计算机发一次信息，以便监控计算机对电网的参数有所了解，如果遇到异常情况，如是窃电等情况，终端自动向监控中心发报警信息。初始化主要是对STC89C51内部功能模块的工作方式、参数和中断的设置 ，以及对ATT7022B的参数精度修正。 ATT7022B必须经过参数精度修正后才能保证采集结果达到系统的精度要求。完成初始化后，主程序通过查询如下几个在相应中断程序中置位的标志位状态来启动相应子程序。每次子程序执行完毕，都应将其触发标志位复位，以免由于没有复位而引起表模块的误操作。,第四章 串行通讯协议设计,系统采用基于Modbus协议的RS一485通信方式。 Modbus采用“主一从技术 即有一个设备(主设备)能初始化传输(查询)。其他设备(从设备)根据主设备提供的数据作出反应。在本系统中，以上位机PC机作为主机(主设备)，单片机系统作为从机(从设备)进行通讯，数据传输采用RTU模式。在进行通讯时，主机首先发送一个根据Modbus协议帧格式组织的请求，有关帧的组织格式前文已经描述过：从机地址、功能码、数据域和16位的CRC校验。从机则不断检测总线上的信息。从机收到来主机传送的请求后对其进行处理。主机发送完请求后就处于等待状态，不断检测总线中的消息，收到消息后，对其处理完成主从通讯。,具体操作,1首先使从机的SM2位置“1”，使其处于接受状态地址帧状态。2主机发送一帧地址信息，8位地址，第九位为地址数据信息的标 志位，“1 表示该帧为地址信息， “O”表示信息为数据或命令。3从机接受到地址帧后，进入中断服务程序。在中断服务程序中将接受到的地址与本从机地址进行比较。如果地址相符，则从机在中断服务程序将SM2位清0，就可以接受主机随后发过来的所有信息；如果地址不符合，则仍保持SM2 为“1”，主机随后发送的信息数据不予理睬，直到主机下次发送地址帧。4接下来，单片机以中断方式接受上位机发来的指令数据，直到单片机通讯超时后停止接受上位机的数据。5在通讯超时后，对串口数据进行处理，并且完成操作。,第五章 监控计算机软件系统设计,系统的上位机软件使用的是EpSynall。EpSynall是专业的电力自动化软件能够帮助开发者快速开发电力监控系统，并且EpSynal l确保您的用电安全，通讯规约全面，扩充容易。 EPSynall系统是一个全开放的电力自动化系统开发平台，它拥有稳定可靠、快速高效、扩展性强、兼容性好的电力专业SCADA功能，可作为各种电力应用基本SCADA平台使用。 EPSynall拥有美观方便、实用性强、专业完善的人机界面开发及表达工具，提供全面的电力专业图形、报表、曲线棒图、统计分析、事件报警记录的支持。EPSynall拥有电力专业的实时及历史数据库的定义及表达工具，便于建立专业的电力监控模型，提供开放的数据接口。 EPSynall拥有单机、分布式网络、级联网络等多种监控方式，提供全面的电力系统安全保障支持。,EPSynall系统采用面向对象技术，以SCADA和数据库管理系统为其基本的系统框架，提供功能强大的面向发电厂自动化、变电站综合自动化、调度自动化、配电自动化、用电管理自动化的系列产品，并积极提供面向AM (自动绘图)FM(设备管理)GIS(地理信息系统)MIS(电力企业管理信息系统)CIS(用户信息系统)等功能的专业接口工具，采用ADO、COM、TCPIP等标准开放接口技术，可以与各种电力系统自动化软件和电力MIS等进行无缝连接。 EPsynall的产品系列对电力行、lp的发电自动化、变电站综合自动