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【摘 要】 本文主要是在讨论了低压供电在线监测和管理必要性，并且提出了一种基于单片机技术、Pocket PC技术和Web数据库技术的低压供电可靠性监测管理系统。该系统采用分布式监测集中管理并配合移动式抄表的结构，由低压停电监测仪、便携式抄表机和一个基于Web的管理信息系统组成。此外，还对通信中的可靠性问题和MIS采用的Windrnvs DNA架构进行了研究，并给出了基于数据同步技术的通信方案，对配电网络低压供电监测的实施和供电可靠性的提高具有实际意义。
【关键词】 低压供电；监测管理；系统设计
引言：
由于电力企业现代化管理工作的不断发展和深化，从而电力系统设备和结构越来越复杂，供电可靠性指标在生产管理中的作用越来越大。可靠性管理是电力工业现代化管理的基础，同时也是配电网规划、设计、施工、设备制造以及生产运行等方面质量和管理水平的综合体现。
1.关于系统的组成
其作为是覆盖从前端分布式监测点到后端管理中心的整个低压供电可靠性解决方案，在本系统当中是需要完成包括监测、通信、数据管理、用户信息维护以及Web发布等多项功能。根据这个目的，系统是由基于单片机的停电监测仪、基于Pocket PC的便携式抄表机以及基于Web的供电可靠性MIS等三部分所组成。
2.关于停电监测仪
所谓的停电监测仪就是一种直接记录交流220 V停电事件的仪器。由于电子电路的不断发展，使模块化的设计思想越来越多地被用于系统设计和制作中。并且在整个仪器由电源模块、微控制器模块（MCU）、采样模块以及人机界面模块和通信模块等五部分所组成。
2.1电源的模块
因为监测对象的特殊性以及监测仪安装的特殊环境，从而使得仪器的电源需要同时考虑有电和断电两种情况。在目前阶段仪器仪表普遍采用的电池供电或交流供电结合电池供电的电源方案有诸多不足，例如无人值守下的维护问题、经济成本问题以及环境保护问题等。通过功能分析，可以知道，关键在于记录停电和恢复供电发生的时刻，而要实现此功能则仅需要在事件发生的时刻保证电源稳定可靠。由此可知，在上电过程中，通过变压器将交流220 V降压到15V，之后再经过整流、滤波以及稳压，最后得到单片机系统的工作电源—5 V，随后记录上电时刻；在断电时，根据滤波电容的放电特性，从而使系统及时记下断电时刻并保存在EEPROM中。就算是此后系统没有电源支持，也能够更好的保证记录的数据有效以及可靠。
2.2关于微控制器的模块
其微控制器的选择应该要根据需要、性价以及开发的环境来进行选择。在本监测仪选择ATMEL公司的八位单片机AT89C52来作为核心微控制器，并且其性能够更好的满足功能的需要：对于采样部分，其高低电平已能够表征停电与否。然而外挂的I2C接口的EEPROMAT24C 16可以通过普通I/O口的模拟来对其进行读写。然而其他的接口例如LCD接口、键盘接口、实时时钟DS1302接口等都可通过普通I/O来进行操作，在此之外，片上的硬件UART接口可以使与Pocket PC的通信变得十分的简单易行。
2.3人机界面模块
在最近几年来，由于LCD显示器得到了广泛应用，其字符型LCD可以清晰明了地提供友好的用户界面，例如菜单以及提示符等，同时也是具备点阵型LCD所望而不可及的价格优势。然而监测仪采用了8X2字符型LCD显示器+4个按键作为基本的人机界面。对于整个的键盘设计目的是为了能够更好的方便用户的查询，其中包括了“累计”、“向上”、“向下”以及“设置”等4个键。然而“设置”键用来设定用户希望浏览的是天数或是次数，也就是确定EEPROM中在设定情况下的有效数据。按下“累计”键可以显示在设定范围内的总停电时间。“向上”以及“向下”键除了更改设置天数或次数外，同时还是可以用来浏览每次停电以及上电事件所发生的时刻。
2.4关于通信的模块
因为监测仪是进行固定安装的，并且还要考虑到监测对象的分散性，因此就不太可能依賴于工业总线，同时也就更不能奢望以太网。所以，通常是采用Pocket PC来作为读取数据的抄表机。通信方式采用可靠的异步串行通信。在此之外，是需要特别指出的是，因为在抄表时可能正好处于停电状态，因此监测仪和Pocket PC之间的连接除了通常的数据线和地线之外，同时还是需要提供一根给监测仪供电的电源线。
3.关于Pocket PC的抄表机
在目前阶段，其主要是应用于抄表领域的手持式设备很多都是自行开发的。但是其其最大的缺点在于硬件的不通用性，因此便造成了资源浪费。在此之外，由于没有操作系统支持，略微复杂的程序在开发时就有些力不从心。对着以上着两个问题，通常情况是采用Microsoft的Pocket PC作为系统平台，同时利用开发工具采用Microsoft的eVB （embedded VisualBasic ） 。eVB是Microsoft专门为Pocket PC设备开发量身定做的开发工具，同时也是应用广泛的编程语言Visu-al Basic的Embedded版本。其抄表的系统主要是有着以下四个模块。
3.1关于数据的管理模块。
其主要的功能就是维护以及管理用户的信息，例如用户的编号、所属的管理区、地质的信息以及用户安装的停电监测仪设备编号。在此之外，数据管理还包括数据查询功能，用户可以自定义查询条件，查询感兴趣的数据，其中包含了历史数据以及用户信息等。
3.2关于数据的读取模块
其最主要的功能就是读取停电监测仪记录的历史数据，同时存入到Pocket PC的数据库当中。其抄表的系统可以采用COM方式从停电监测仪读取数据。读取数据可以通过控件来完成，eVB提供的控件有Comet以及Winsock。在抄表系统当中使用Comet控件实现Pocket PC与监测仪通过串口进行数据传输。
3.3关于设备的设置模块
其主要的功能就是要对停电监测仪进行设置，其中主要是包括时钟同步、清除停电监测仪中记录的历史数据。通过数据通信控件Comet或者是Winsock发送定义好的格式化命令到停电监测仪，在监测仪接收到命令之后，并且还要分析命令格式，以此能够执行相应的操作。
3.4关于系统设置的模块
其主要的功能就是设置抄表系统的一些参数，例如在所用数据文件的路径以及开启文件所需的用户名以及密码等。对于这些参数可以存储在PocketPC的注册表当中，eVB支持对Pocket PC系统API的调用。Pocket PC系统API提供了对注册表强大的操作功能，并且可以很容易的对注册表进行读写。
4.总结
本文主要是探讨了低压供电可靠性监测管理系统的开发情况，同时给出了包括基于单片机技术的监测仪、基于Pocket PC技术的抄表机和基于Web数据库技术的管理信息系统在内的整个系统的方案。在经过了现场试运行，所得到了效果是比较理想。与此同时，系统在精确、完整地获得低压停电参数的基础上建立的一整套低压供电可靠性管理方案，对全面、客观、真实地反映整个供电系统对用户的供电能力提供了基于事实的参考，所以，在对配电网络低压供电检测的实施以及供电可靠性的提出有着十分重要的意义。
参考文献：
[1]乔巍，陈春，宋佃明，张志刚，叶芃生. 低压供电可靠性监测管理系统的设计与实现[J].电力系统自动化.2003，12（24）：115-119
[2]孙伟.高校节能控制与能耗监测管理系统的设计与实现[D].山东大学.2012，12（24）：102-106
[3]袁资生.地区供电局供电可靠性管理研究及信息平台规划[D].华南理工大学.2012，12（24）：116-119
[4]袁明军.配电系统可靠性评估方法与应用研究[D].山东大学.2011，12（24）：117-120
【关键词】 低压供电；监测管理；系统设计
引言：
由于电力企业现代化管理工作的不断发展和深化，从而电力系统设备和结构越来越复杂，供电可靠性指标在生产管理中的作用越来越大。可靠性管理是电力工业现代化管理的基础，同时也是配电网规划、设计、施工、设备制造以及生产运行等方面质量和管理水平的综合体现。
1.关于系统的组成
其作为是覆盖从前端分布式监测点到后端管理中心的整个低压供电可靠性解决方案，在本系统当中是需要完成包括监测、通信、数据管理、用户信息维护以及Web发布等多项功能。根据这个目的，系统是由基于单片机的停电监测仪、基于Pocket PC的便携式抄表机以及基于Web的供电可靠性MIS等三部分所组成。
2.关于停电监测仪
所谓的停电监测仪就是一种直接记录交流220 V停电事件的仪器。由于电子电路的不断发展，使模块化的设计思想越来越多地被用于系统设计和制作中。并且在整个仪器由电源模块、微控制器模块（MCU）、采样模块以及人机界面模块和通信模块等五部分所组成。
2.1电源的模块
因为监测对象的特殊性以及监测仪安装的特殊环境，从而使得仪器的电源需要同时考虑有电和断电两种情况。在目前阶段仪器仪表普遍采用的电池供电或交流供电结合电池供电的电源方案有诸多不足，例如无人值守下的维护问题、经济成本问题以及环境保护问题等。通过功能分析，可以知道，关键在于记录停电和恢复供电发生的时刻，而要实现此功能则仅需要在事件发生的时刻保证电源稳定可靠。由此可知，在上电过程中，通过变压器将交流220 V降压到15V，之后再经过整流、滤波以及稳压，最后得到单片机系统的工作电源—5 V，随后记录上电时刻；在断电时，根据滤波电容的放电特性，从而使系统及时记下断电时刻并保存在EEPROM中。就算是此后系统没有电源支持，也能够更好的保证记录的数据有效以及可靠。
2.2关于微控制器的模块
其微控制器的选择应该要根据需要、性价以及开发的环境来进行选择。在本监测仪选择ATMEL公司的八位单片机AT89C52来作为核心微控制器，并且其性能够更好的满足功能的需要：对于采样部分，其高低电平已能够表征停电与否。然而外挂的I2C接口的EEPROMAT24C 16可以通过普通I/O口的模拟来对其进行读写。然而其他的接口例如LCD接口、键盘接口、实时时钟DS1302接口等都可通过普通I/O来进行操作，在此之外，片上的硬件UART接口可以使与Pocket PC的通信变得十分的简单易行。
2.3人机界面模块
在最近几年来，由于LCD显示器得到了广泛应用，其字符型LCD可以清晰明了地提供友好的用户界面，例如菜单以及提示符等，同时也是具备点阵型LCD所望而不可及的价格优势。然而监测仪采用了8X2字符型LCD显示器+4个按键作为基本的人机界面。对于整个的键盘设计目的是为了能够更好的方便用户的查询，其中包括了“累计”、“向上”、“向下”以及“设置”等4个键。然而“设置”键用来设定用户希望浏览的是天数或是次数，也就是确定EEPROM中在设定情况下的有效数据。按下“累计”键可以显示在设定范围内的总停电时间。“向上”以及“向下”键除了更改设置天数或次数外，同时还是可以用来浏览每次停电以及上电事件所发生的时刻。
2.4关于通信的模块
因为监测仪是进行固定安装的，并且还要考虑到监测对象的分散性，因此就不太可能依賴于工业总线，同时也就更不能奢望以太网。所以，通常是采用Pocket PC来作为读取数据的抄表机。通信方式采用可靠的异步串行通信。在此之外，是需要特别指出的是，因为在抄表时可能正好处于停电状态，因此监测仪和Pocket PC之间的连接除了通常的数据线和地线之外，同时还是需要提供一根给监测仪供电的电源线。
3.关于Pocket PC的抄表机
在目前阶段，其主要是应用于抄表领域的手持式设备很多都是自行开发的。但是其其最大的缺点在于硬件的不通用性，因此便造成了资源浪费。在此之外，由于没有操作系统支持，略微复杂的程序在开发时就有些力不从心。对着以上着两个问题，通常情况是采用Microsoft的Pocket PC作为系统平台，同时利用开发工具采用Microsoft的eVB （embedded VisualBasic ） 。eVB是Microsoft专门为Pocket PC设备开发量身定做的开发工具，同时也是应用广泛的编程语言Visu-al Basic的Embedded版本。其抄表的系统主要是有着以下四个模块。
3.1关于数据的管理模块。
其主要的功能就是维护以及管理用户的信息，例如用户的编号、所属的管理区、地质的信息以及用户安装的停电监测仪设备编号。在此之外，数据管理还包括数据查询功能，用户可以自定义查询条件，查询感兴趣的数据，其中包含了历史数据以及用户信息等。
3.2关于数据的读取模块
其最主要的功能就是读取停电监测仪记录的历史数据，同时存入到Pocket PC的数据库当中。其抄表的系统可以采用COM方式从停电监测仪读取数据。读取数据可以通过控件来完成，eVB提供的控件有Comet以及Winsock。在抄表系统当中使用Comet控件实现Pocket PC与监测仪通过串口进行数据传输。
3.3关于设备的设置模块
其主要的功能就是要对停电监测仪进行设置，其中主要是包括时钟同步、清除停电监测仪中记录的历史数据。通过数据通信控件Comet或者是Winsock发送定义好的格式化命令到停电监测仪，在监测仪接收到命令之后，并且还要分析命令格式，以此能够执行相应的操作。
3.4关于系统设置的模块
其主要的功能就是设置抄表系统的一些参数，例如在所用数据文件的路径以及开启文件所需的用户名以及密码等。对于这些参数可以存储在PocketPC的注册表当中，eVB支持对Pocket PC系统API的调用。Pocket PC系统API提供了对注册表强大的操作功能，并且可以很容易的对注册表进行读写。
4.总结
本文主要是探讨了低压供电可靠性监测管理系统的开发情况，同时给出了包括基于单片机技术的监测仪、基于Pocket PC技术的抄表机和基于Web数据库技术的管理信息系统在内的整个系统的方案。在经过了现场试运行，所得到了效果是比较理想。与此同时，系统在精确、完整地获得低压停电参数的基础上建立的一整套低压供电可靠性管理方案，对全面、客观、真实地反映整个供电系统对用户的供电能力提供了基于事实的参考，所以，在对配电网络低压供电检测的实施以及供电可靠性的提出有着十分重要的意义。
参考文献：
[1]乔巍，陈春，宋佃明，张志刚，叶芃生. 低压供电可靠性监测管理系统的设计与实现[J].电力系统自动化.2003，12（24）：115-119
[2]孙伟.高校节能控制与能耗监测管理系统的设计与实现[D].山东大学.2012，12（24）：102-106
[3]袁资生.地区供电局供电可靠性管理研究及信息平台规划[D].华南理工大学.2012，12（24）：116-119
[4]袁明军.配电系统可靠性评估方法与应用研究[D].山东大学.2011，12（24）：117-120