电力多用户监控终端研制

【摘 要】多用户监控终端用来监控用电异常,采集每户电表脉冲,把计量的电量与采集的电能表的脉冲进行比对判断用电异常.

1、功能简介

为减少窃电造成的经济损失,特研制多用户监控终端.多用户监控终端可以同时监控16个单相居民用户的用电情况,由计量模块、采集模块、控制模块、显示与铵键板、G模块、箱体等组成.多用户监控终端做成箱体结构,把计量模块、采集模块、继电器控制模块、主控单元和G通信单元全部装进一个箱体中,每一路的计量模块、采集模块、控制模块做到一个板子上（分控单元板）,分控单元板与主控单元板采用插接方式进行连接.

2、整体功能实现

计量模块与电能表同时接入用电线路,同时计量电能.计量模块包括是一块SH15单相电工表.脉冲采集模块通过脉冲线与电能表相连接,通过计读脉冲来计读电能表的电量.计量模块通过RS485接口与多用户表通信,抄读多用户表的电量数据.抄读数据时每15分钟为一个时间段,把15分钟内的脉冲电能数据与RS485电能数据进行比较如果误差超出了指定范围,则认为该表可能有问题.对于有问题的电能表可以让主控单元通过G模块把提示短信发送给相关电力员工手机,也可以根据设定对用户进行断电操作.

2.1分控单元设计

把每一路的计量模块、控制模块、脉冲采集模块合成到一块印制板上,即为分控单元.每个分控单元上有一个单独的CPU进行独立工作,独立控制计量模块、控制模块和脉冲采集模块.分控单元上的CPU暂时选用ST系列的ARM-Corte-M3单片机STM32F103CB.该型号ST系列的ARM单片机上至少有一路UART串口外设,用于RS485通信；至少有一个I2C总线接口,用于和主控单元通信；至少有两路外部中断,用于脉冲电能采集.同时分控单元上还要有一个功率继电器用来切换用户供电.

2.2主控单元设计

主控单元板上设有16路插槽,用于插接分控单元板,它们之间采用插接方式连接,主控单元与16路分控单元采用I2C总线通信.主控单元板由于工作任务较多,选用一款性能比较高的CPU,选用ARM-Core-M3系列的STM32F103VB,ARMCortex系列单片机,其拥有72M的处理速度,四路UART串行通信口,还具有I2C,SPI总线控制器.主控单元与G模块通信采用UART串行通信.

2.3G通信模块

G通信模块初步选用中兴公司的MT3000通信模块,其支持、短信、GPRS等通信功能,我们仅采用其中的短信通信功能.G模块内部可以插一张手机SIM卡,拥有一个手机的全部功能.G模块主要用于给电力员工手机发送提示短信,同时也可以让员工手机给多用户监控终端发送短信进行相关操作.

3、项目进度

3.1方案设计阶段

主要产生文件：

1、主控板技术方案及功能明细.

2、分控板技术方案及功能明细.

3、多用户监控终端实现功能明细.

3.2技术设计阶段

3.2.1初步设计主要产生文件：

1、新购元器件清单,由供应部采购.

2、总控板、分控板、显示板、计算机软件之间的大概通信协议.

3、程序设计大纲.

3.2.2硬件设计：

1、绘制总控板、分控板、显示板的原理图.

2、绘制总控板、分控板、显示板的PCB印制板图.

3、绘制总控板、分控板、显示板的焊装图和焊装明细.

3.2.3电气结构设计：编写各模块配线图、编写箱体总体配线图、相关机箱和面板的设计.

3.2.4单片机程序设计：总控板源代码、分控板源代码、显示板源代码.

4、生产与装配

相关印制板的焊接、装配、配线、联调.

5、根据联调情况,改进相关印制板和电路、改进单片机程序、完善相关通信协议.