基于stm32的能耗数据采集器设计开题报告

 2022-11-25 02:11

1. 研究目的与意义

背景:随着经济的发展,建筑髙能耗问题日益严重,能耗监测显得尤为重要。

在适当的分项回路上装设电表,数据采集器直接采集各支路的电表数据来获得分项能耗。

其中能耗数据采集器是监测系统核心设备,更是监测平台获取真实准确的能耗统计数据的保证。

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2. 课题关键问题和重难点

本课题要求设计一种基于智能电表的能耗数据采集器,使用STM32为主控器,通过RS485接口,利用DLT645协议,采集智能电表的数据并显示在LCD显示屏上,满足公共建筑实时监控能耗的需求.要解决的主要难点有: (1)根据设计指标要求完成对电表数据采集器件的选型及相关信号扩展电路设计,包括485通信及扩展电路设计,使之能适应所选微处理器信号电平要求,便于与后续电路接口;(2)根据设计指标要求完成485通信及扩展电路的硬件电路设计,包括微处理器与485通信电路的接口设计,微处理器与显示电路的接口;(3)根据设计指标要求完成对能耗监测系统的软件设计,包括DLT645通信协议输入处理模块设计,显示模块设计;(4)系统软硬件调试,分块进行,最后完成整体功能调试。

3. 国内外研究现状(文献综述)

1.国内外研究现状随着科技的不断进步,数据采集器越来越多的用于人类生活的诸多领域,为社会的发展做出了重要的贡献。

这其中离不开众多国外公司做出的研究以及贡献。

瑞典的ABB公司以及以色列的ARAD公司等智能仪表公司相继推出了总线式的智能数据采集器,这些采集器能够远距离对仪表的数据进行采集,处理以及传输;以色列的 Unique 公司利用现成的电网作为数据传输的通道,开发了一套高速的智能仪表数据采集系统,实现了超远距离的数据的采集以及传输;美国 TI 公司生产的数据采集器采用新一代的仪表总线结构,实现了极性的互换,在增加了拓扑结构灵活性的同时,使数据的采集传输距离更远然而我国由于各种因素的限制,数据采集器的研究相对较晚,但是发展速度很快,并取得了一些不错的效果,但是相比较国外还是存在不小的差距,所以还需要加倍努力。

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4. 研究方案

结合建筑能耗监测的数据采集需求,能耗监测数据采集器的总体设计方案如下所示:系统总体上由硬件和软件两个部分构成,其中硬件部分主要由微处理器以及相应的外围接口电路组成,是保证软件成功运行的重要平台;软件部分主要由嵌入式操作系统以及数据采集器应用软件组成。

下图所示为能耗监测数据采集器的总体架构。

能耗监测数据采集器与各能源消耗计量表计之间通过串行通信总线进行连接,并采集相应的能耗数据。

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5. 工作计划

第 1 周 接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料;第 2 周 阅读相关资料,理解有关内容;第 3 周 翻译相关英文资料,提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份;第 4 周 参阅有关资料,分析485通信电路工作原理,确定485通信接口器件;第 5 周 参阅有关资料,理解DLT645通信协议,设计实现DLT645通信协议;第 6 周 阅读有关stm32设计方面的资料,设计实现stm32 485通信电路;第 7 周 确定并绘制stm32系统电路,分析stm32扩展电路工作原理;第 8 周 理解能耗监测系统要求,设计控制软件框图;第 9 周 设计软件程序;第10周 硬件制作/完善软硬件设计;第11周 软硬件联调/软件调试;第12周 进行毕业设计说明书写作,填写业务总结,接收验收成果,接受答辩资格审查;第13周 准备参加答辩;

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