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随着电子技术、计算机技术和通信技术的发展,电力参数传送技术与现场总线技术也得到了迅猛的发展,将两者结合成为一个必然的趋势。另一方面,随着Internet网络的普及,一些电参数传送装置提出了联网的要求。本文正是在这种背景下,结合一个电力参数采集、测量和传送方面的课题,采用先进的电能计量专用芯片技术,进行基于LonWorks现场总线技术和基于TCP/IP的以太网络技术的电力参数远程检测系统的研究,从硬件和软件上对一个具体的电力参数变送器进行了深刻的分析和优化处理,并实现其通信的智能化,即该变送器对外提供多通信接口(RS485串行总线接口、LonWorks现场总线接口和基于TCP/IP的以太网络接口),同时支持多通信规约(MODBUS-RTU通用规约和十六进制E&U-02专用规约)。
论文第一章是绪论章节,首先分析了国内外电参数传送装置的发展概况及发展趋势,并引入本课题的研究项目。随后对本课题的主要技术背景现状作了分析说明,并进一步阐述了研究项目的功能实现和主要研究内容。第二章是方案设计章节,主要就变送器“通信智能化”进行方案设计,分别从“多通信接口”与“多通信规约”两方面进行方案设计。第三章是硬件系统章节,首先综述了变送器的硬件系统结构,然后简介了电力参数采集测量电路(变送器的主板),最后详细阐述了“多通信接口的硬件设计”,包括多通信接口的总体设计,485串行总线接口、LonWorks现场总线接口硬件设计和基于TCP/IP的以太网络接口硬件设计。第四章是软件系统章节,正是本课题主要研究成果的结晶所在。特别地在下面另外以一个段落加以描述。最后,本文进行了研究总结和实践总结,并进行了展望。
变送器的软件系统包括三个部分。第一部分是电参数采集测量MCU汇编程序,研究重点是在原有粗糙程序的基础上对其作深刻的分析和优化处理,以达到优化电参数的采集与测量,提高测量精度的目的,同时编写实现多通信规约的子程序,并与原程序有机整合起来。第二部分是LonWorks现场总线接口中的神经元芯片NeuronC通信程序,主要介绍了编程语言NeuronC与开发工具,然后围绕“网络变量”和“网络消息”阐述了NeuronC编程的思路。第三部分是基于TCP/IP的以太网络接口中的MCU芯片KeilC通信程序,详细地阐述了基于以太网的TCP/IP精简协议栈的实现路线,及相关的各分层原理。