發(fā)布時(shí)間：2020-05-13 05:53

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)快速推進(jìn)。用電信息采集系統(tǒng)是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容,目前已在我國(guó)各個(gè)省(市)得到應(yīng)用,基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)城鎮(zhèn)居民用電信息的自動(dòng)化采集。但是,在人口稀疏、地形復(fù)雜的偏遠(yuǎn)山區(qū)、牧區(qū),面臨著光纖等有線線路鋪設(shè)困難、無(wú)線專網(wǎng)建設(shè)成本高昂、無(wú)線公網(wǎng)尚未穩(wěn)定覆蓋等問(wèn)題,供電公司只能每月派員工進(jìn)行人工抄表,浪費(fèi)了人力、物力,且不符合用電信息自動(dòng)化管理的要求。北斗短報(bào)文通信具有覆蓋范圍廣、通信無(wú)盲區(qū)等優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)用電信息自動(dòng)化采集的難題,研制了一種基于北斗短報(bào)文通信的用電信息采集系統(tǒng),并通過(guò)大量測(cè)試實(shí)驗(yàn)證明了該系統(tǒng)的有效性。本文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新之處如下:(1)研制了一款北斗短報(bào)文通信一體機(jī)。該一體機(jī)采用STM32F103VBT6型單片機(jī)作為主控芯片;采用W25Q128FVSIG型Flash芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩存功能,以便對(duì)采集到的大量用電信息數(shù)據(jù)進(jìn)行本地處理;采用TD3201型北斗RDSS模塊和疊層陶瓷塊北斗RDSS天線完成北斗短報(bào)文通信。通信測(cè)試結(jié)果表明,該一體機(jī)的單次報(bào)文傳輸?shù)耐ㄐ懦晒β蕿?3.3%。(2)實(shí)現(xiàn)了《國(guó)網(wǎng)376.1協(xié)議》與北斗短報(bào)文通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換。將研制的北斗短報(bào)文通信一體機(jī)同時(shí)部署在居民區(qū)的集中器端和供電公司的用電信息采集系統(tǒng)主站端,在無(wú)需改變電力公司已投運(yùn)設(shè)備和系統(tǒng)的情況下,即可實(shí)現(xiàn)用電信息在北斗通信鏈路中的雙向透明傳輸。(3)設(shè)計(jì)了一種長(zhǎng)報(bào)文可靠性傳輸方案。該方案對(duì)超過(guò)75字節(jié)的長(zhǎng)報(bào)文執(zhí)行“拆包”、“組包”和基于等待超時(shí)機(jī)制的“補(bǔ)包”操作,解決了民用北斗通信鏈路中單次通信報(bào)文長(zhǎng)度受限、無(wú)通信回執(zhí)的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)表明,該方案極大地提高了北斗短報(bào)文通信一體機(jī)的長(zhǎng)報(bào)文通信成功率。(4)采用改進(jìn)的LZ77算法對(duì)居民用電數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮,壓縮效果良好,提高了基于北斗短報(bào)文通信的用電信息采集系統(tǒng)的采集效率。本課題研制的基于北斗短報(bào)文通信的用電信息采集系統(tǒng)不僅能夠有效解決偏遠(yuǎn)地區(qū)居民用電信息自動(dòng)化采集的難題,還可以作為突發(fā)地震、山體滑坡等災(zāi)害地區(qū)的應(yīng)急指揮系統(tǒng),具有重要的研究?jī)r(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
【圖文】：

合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士研究生學(xué)位論文電力通信網(wǎng)絡(luò)（如圖 1.1 所示）是連接居民電量計(jì)量終端（智能電表等）與用電信息采集系統(tǒng)主站的樞紐，是確保用電信息采集系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要支柱目前，常用的電力通信技術(shù)主要包含：電力線載波、光纖、GPRS/CDMA 無(wú)線公網(wǎng)、230MHz/1800MHz 無(wú)線專網(wǎng)等[7]。從應(yīng)用效果來(lái)看，以上常用的電力通信技術(shù)中，尚未有一種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全國(guó)區(qū)域范圍的“全覆蓋”。例如，在偏遠(yuǎn)的山區(qū)森林、牧區(qū)、海島等，面臨著無(wú)線公共/專用通信網(wǎng)絡(luò)尚未覆蓋、光纖等有線通信鏈路建設(shè)成本高昂等問(wèn)題，存在著大量通信“縫隙”。因此，探索新的電力通信技術(shù)來(lái)“彌補(bǔ)”已有電力通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋不足，是智能電網(wǎng)發(fā)展的必然選擇。

很大提高；短報(bào)文服務(wù)在全面兼容“北斗二號(hào)”的基礎(chǔ)上，用戶設(shè)備的發(fā)射功率將降低 10 倍。此外，，“北斗三號(hào)可實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星之間的雙向精密測(cè)距、通信和數(shù)據(jù)傳輸[30]。下，北斗系統(tǒng)也能通過(guò)星間鏈路提供定位、授時(shí)和雙向通北斗短報(bào)文通信已在森林防火、海洋漁業(yè)、氣象監(jiān)測(cè)、應(yīng)了廣泛應(yīng)用[31]，發(fā)揮了巨大社會(huì)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。北斗短報(bào)文示。注意，北斗用戶機(jī)中安裝有北斗 IC 卡，北斗 IC 卡的機(jī)的地址。戶機(jī) A 的擴(kuò)頻調(diào)制方式為碼分多址（CDMA）直接序列性偽隨機(jī)碼（PN）序列，北斗用戶機(jī) A 以 L 波段頻率發(fā)送址和收信方地址）至北斗衛(wèi)星；北斗衛(wèi)星將信號(hào)轉(zhuǎn)換為 C站；地面中心站接收到通信申請(qǐng)后，地面網(wǎng)關(guān)中心執(zhí)行解由地面中心站廣播該信號(hào)；北斗衛(wèi)星再次接收到該信號(hào)后并廣播給北斗用戶機(jī) B；北斗用戶機(jī) B 解調(diào)解密信號(hào)，戶機(jī)間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN927.2;TM73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2661502