水、热、气、电四表合一数据采集系统的研究与应用

目前居民在用的水表、热表、气表、和电表四种表计虽然在抄表付费流程上相似,但由于分属不同部门管理,无法形成资源共享,既浪费工作量又给居民带来不便；文章论述了四表合一的技术构架,提出了从主站,通信信道,现场设备3个方面对现有系统进行升级的方法；首先,介绍了协议转换器的主要设计原理和用电信息采集设备—集中器的上下行通讯协议的改进方法,并且扩展协议转换器多种下行通讯方式以匹配市场上水表、热表、气表通讯方式多样化的现状,在用电信息采集系统平台上增加协议转换器及升级现有集中器程序,通过现场简单布线快速经济的实现四表合一数据采集；按此方案布局的四表合一采集试点,项目建设简洁、迅速,抄表运行稳定,一次性采集成功率在95%以上。     

基于LoRa自组网的电能采集系统设计与实现

为了实现用电设备运行状况的远程监测,需要对设备运行时的电能参数进行采集并上报至云平台。针对上述目的,本项目设计了一种基于LoRa自组网技术的电能采集系统,整个系统主要由数据采集节点和集中器组成。数据采集节点采用RN8209电能计量芯片实现负载电能数据的精确采集,并通过LoRa通信模块将数据发送至集中器。集中器采用了基于NB-IoT通信模块和LoRa通信模块的双模组设计,通过LoRa模块接收节点上报的数据,并通过NB-IoT模块转发至物联网云平台。本系统利用LoRa载波侦听技术设计了基于CSMA/CA的星型自组网络,实现了节点与集中器间的无线通信,适用于低成本、小规模的远程电能数据采集系统。通过实验验证,该方案的数据采集功能、LoRa自组网通信功能和NB-IoT通信功能均能够正常实现,达到了设计目标。     

基于STM32的iBeacon集中器设计

针对iBeacon设备的管理问题,本文设计了一个基于STM32的iBeacon集中器.集中器可以采集周围的iBeacon 数据包,并可通过串口、以太网或WiFi将数据包实时地转发至用户计算机,实现管理iBeacon设备的功能.集中器硬件设计上选用了内存大且通信接口丰富的STM32F407作为MCU,使集中器能读取大量的iBeacon设备并通过多种方式转发iBeacon数据包.软件设计上应用了循环FIFO队列,实现iBeacon数据包的缓存.测试结果表明,集中器无丢包现象,稳定可靠.     

基于电力线载波通信的智能限电装置

本设计为一款智能限电装置——智能限电器。它能够检测房间用电设备运行状况、电量统计、统计设备用电累计时间、恶性负载识别并为违章用电设备自动断电,依托电力线载波通信(Power Line Communication,下文统称PLC)技术,免施工与布线,与集中器间实现可靠通信,既能接收集中器端下发的控制命令,也能主动上报异常信息。将集中器接入后台主站系统,便能形成完整的集中管控系统。本文将重点介绍智能限电装置的软、硬件详细设计。     

工业生产蒸汽链条锅炉DCS控制系统

针对工业生产饱和蒸汽链条锅炉生产工艺和控制系统的实际要求。介绍了基于考虑PLC的DCS控制系统和网络选择。通过对控制网络和通讯方式的研究和比较．以及将来在工业生产中的推广前景,着重阐述了德国Siemens公司的Profibus现场总线技术和Industnial Ethernet工业以太网技术在现场的实际应用情况．证明了两种工业网络技成熟性、可靠性和先进性,特别适合于在具有大通讯量和较高的通讯速率要求的工业的使用,而且可以结合现场控制设备的实际分布采用集中或分布式灵活的布置方式．程度满足工艺生产和用户需求。事实证明,以PLC组成DCS技术为核心．结合工业网络和组态软件,采用Profibus现场总线技术和工业以太网通讯技术。能完全满足现业生产和管理的需要。     

用电信息采集系统集中器故障处理

集中器是用电信息采集系统主要的采集设备，其良好的工作状态可保证用电信息采集系统正常的信息采集，集中器在用电信息采集系统中起到通信控制枢纽的作用，而集中器SIM卡及GPRS天线的安装位置是否安装到位直接影响数据采集率，所以掌握其故障处理方法才能保证数据采集的正常运行。     

网络电能表集中器的设计与实现

就预付费IC卡电能表系统存在种种弊端,提出网络电能表系统.整合北京电力公司范围内采用各种不同的通讯信道、在不同的居住条件下的低压用户数据采集和收费系统,实现全北京电力公司低压用户数据采集和收费的统一管理.着重分析了集中器的功能及其设计原理与具体实现.集中器已经通过中国电力科学院检测,开始正常运行,肩负着北京地区20多万居民用户的购电及数据采集.     

基于GPRS的远程监控系统集中器的设计

提出了一种基于通用无线分组数据业务GPRS的远程监控系统集中器的设计方案，阐述了由单片机MSP430F133及GR47通信模块构成的集中器的硬件结构和软件实现。通过比较集中器通讯实现方式的差异，表明采用GPRS和RS-485组合通讯的集中器设计在远程监控系统中具有一定的优势。     

基于扩频技术的低压电力用户信息自动采集系统

低压电力载波通信要求较高，当前电力信息采集系统存在采集不稳定、实时性差以及无法采集所有低压电力用户信息等问题，因此面向低压电力，以扩频通信作为技术支撑，提出一种用户信息自动采集系统。利用数据集中器、数据采集终端、载波电能表、手抄机以及主站等组件，构架低压电力用户信息自动采集系统结构框架，采用主站部分、集中器控制部分、终端载波部分以及集中器载波部分，基于对应模块运行环境，构成自动采集系统软件部分，最后凭借扩频通信技术设计码分多址策略，保持发送端与接收端的扩频码序列相一致。实验结果表明，所建系统的采集精准度与采集效率优势显著，将系统应用于复杂的电力实际场景内，依旧能得到较好的通信性能，且具有优越的免疫性能与接收灵敏度。     

直线电机城市轨道试验线无线控制系统研究

为了能在控制室中观测直线电机城市轨道试验线车辆运行过程中电量参数变化并实时有效地控制车辆,研究了车辆传感器信号的无线采集与控制系统。系统基于LabVIEW软件构建上位机程序,通过串口通讯方式控制无线模块与下位机之间的指令与数据交互,下位机采用数字信号处理器TMS320F2812编程实现直线电机车辆的变频调速控制,同时采集车辆运行过程中直线电机的电压、电流等传感器信号,将采集到的数据在DSP中经过处理并通过无线传输方式发送到上位机实现人机交互。实验证明在中央控制室中能够实时测量并有效控制试验线车辆的运行状况,发送与接收的数据信号错误率为0.883‰,通过改进程序可以有效屏蔽错误指令。研究表明该无线传输方式在直线电机城市轨道实验线中不仅能够有效实现数据交互,而且达到了预期的控制目的。     

ARM处理器的远程抄表系统集中器设计

集中器是低压电力线载波集中抄表系统中的关键设备,能够通过下行信道自动抄收并存储各种具有载波通信功能的智能仪表、采集终端或采集模块以及各类载波通信终端的数据,同时能通过上行信道与主站进行数据交换。本文对集中器系统的总体结构进行研究,利用ARM芯片AT91SAM9260设计了电力远程抄表中的集中器。     

基于电力载波通信的家电控制系统设计与实现

设计并实现了一种利用电力载波通信的家用电器智能控制系统。该系统以ARMCortex-M0为主控制器,集成了电力线载波芯片BWP08、传感器、红外学习与发送电路以及基本外围接口等电路,实现了家用电器的集中化和自动化控制。该系统通过PC或者智能终端发出控制命令,经载波芯片和调制电路耦合传送到各个接收终端,由微控制器进行命令解析与执行,实现家电的集中控制,微控制器亦可根据传感器上传的数值对家电进行自动化控制。实验结果表明,该系统方便、稳定、可靠。     

基于ARM和ZigBee的智能家居控制系统设计

为实现家居设备远程控制智能化,提出一种基于ARM、ZigBee和GPRS技术的智能家居控制系统。系统以ARM9处理器S3C2440为控制核心,利用ZigBee技术组建无线传感网络,实现家庭内部各种设备的无线连接和信息采集功能。通过在ARM上移植BOAWeb服务器,同时利用GPRS技术接人移动通信网络,实现用户利用远端PC和手机远程监控家居环境设备的功能。测试结果表明,系统达到设计要求。     

高可靠多功能电量监控器的研制

针对城市雨水泵站对水泵电机监控的需求,设计了泵站测控系统中高可靠、多功能的电量监控器。该监控器采用STM32微控制器作为整个系统的控制核心,应用高精度电能计量芯片CS5484,实现水泵电机电参数状态监测,同时具有电机的启停控制等功能。着重介绍了监控器电源管理、电参数测量、数字量检测与控制、通信模块等电路的设计,给出了系统软件设计方案。系统测试结果表明,该系统电参数测量精度高,通信可靠,功能正常。     

基于MSP430医用制氧机控制系统的设计与实现

详细介绍了基于美国TI公司的超低功耗芯片MSP430F149医用制氧机控制系统的工作原理以及软硬件的设计方法,并简单介绍了医用制氧机的工作流程、原理及结构。该系统应用了MSP430F内置的高精度A/D转换器来实现对各个关键参数的检测及控制,其优势在于充分利用了MSP430的内部资源,使得外围元器件很少,功耗极低。特别的,A/D转换器有较高的转换速率,最高可达200Kbps。开发成本低。     

基于ARM的油田单井油罐太阳能加温控制器的设计

为了保证井口输油管道中原油的流动性,针对传统的电加热器和水套炉存在的热效率低、功耗大、不稳定及废气对环境造成污染等问题,提出了一套以太阳能集热器为主、热泵热水器为辅的加热系统。该系统采用温度采集卡实现10路温度信号及6路开关量信号的采集,利用三星的S3C2410 ARM控制器对太阳能集热器和热泵进行交替控制,从而实现储油罐原油的加热控制。触摸屏采用3.5英寸的TFT液晶屏,并将WINCE操作系统移植到ARM处理器,从而实现了良好的人机交互控制界面。     

基于FPGA与ARM的多路时序控制系统设计与实现

介绍了基于FPGA与ARM7的多通道、多时间范围的同步时序控制系统,采用FPGA实现20路高精度的信号延时输出控制,通过ARM7的数据总线接口实现了ARM与FPGA的数据交互;重点介绍了系统的硬件电路设计、ARM与FPGA总线的设计和FPGA内部程序模块的设计;各通道的输出信号类型与延时时间等参数均可以通过人机接口现场配置,也可以通过上位机软件来配置;该设计可以保证各通道信号通过外触发信号为基准来进行延时输出,系统的延时时间精度小于2μs;ARM7处理器芯片采用PHILIPS公司的LPC2214,FPGA采用Altera公司Cyclone系列的EP1C12Q240;采用硬件描述语言Verilog HDL来设计延时模块,延时精度达到1μs;该系统在靶场测试中验证了其正确性和有效性。     

基于ARM和FPGA的剑杆织机控制系统设计

本文设计了基于先进的数字芯片ARM（S3C44B0X）的织机控制系统,以SAMSUNG公司的ARM7TDMI（S3C44B0X）芯片为核心,以FPGA硬件方案构成伺服电机的驱动电路部分,加上外围的功能模块,构成系统的硬件电路;并按织机工艺流程编写相应的控制程序。实践表明该系统性能可靠、实现简单。     

ARM多维天线阵控制系统的设计

介绍基于ARM和CPLD的多维天线阵控制系统的设计。系统采用串行通信方式,用ARM嵌入式系统与CPLD相连接取代传统上采用的计算机连接CPLD方式的控制,由于ARM的运用使系统控制阵列天线更具智能化、应用程序更简化,CPLD的使用大大增加了与外设相连接的引脚数,满足了项目中对多条控制线的需求。作为主控制器的ARM取代了PC机,ARM具有体积小、集成度高、运算速度快、存储器容量大、功耗低等特点,节约了项目成本,缩小了整机体积,增强了系统的稳定性和灵活性,在实际应用中取得了理想的效果。     

一种基于ARM的嵌入式用电管理系统设计

提出了一种基于ARM9的嵌入式用电管理系统,设计出采用ARM9芯片和Linux嵌入式操作系统的分布式用电管理交换机。通过二层网络拓扑构成了用电管理系统。该嵌入式系统成本低、可靠性高、功能丰富、开发方便。