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[硕士论文] 宋晓宁
电子与通信工程 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:目前,电能作为应用广泛、消耗量大、最贴近百姓生活的一种能源,对其进行全面的采集和监控已经变得越来越重要,但仅仅通过电能表等测量仪器对用户的用电情况进行采集是远远不够的,还应该对用户家庭内部不同的房间和用电器进行监控和管理,并实现对用户用电情况实时的查询和推送。
  针对以上的问题,本文研究并设计了一种集传感器技术、无线通信技术、网站开发技术、数据库技术等于一体的电量采集系统,该系统作为对电能表的补充,可以实现对用户用电情况的计量采集、数据处理以及数据管理等。从系统功能的角度可以将电量采集系统划分为两大部分:电量采集设备和电量采集信息管理平台。
  电量采集设备采用“专用的电能计量芯片+MCU”的设计方案实现对电量的采集、存储、显示,并借助WIFI无线传输模块将设备采集到的各种数据通过互联网传送至服务器端。设备的电能计量芯片选用的是单相电能计量芯片ADE7757,MCU选用的是STM32F103C8T6。本文完成了设备各模块的软硬件设计、调试等工作,之后,又对电量采集设备的通信功能进行了测试。
  电量采集信息管理平台选用的开发架构是B/S架构,开发语言是PHP语言,开发工具是WAMP集成软件。本文首先从需求分析入手,设计了平台的功能模块、用例图,然后设计了平台的数据库,最后完成了各个模块的详细设计。平台主要实现管理员对用户的管理以及用户对设备的管理。电量采集信息管理平台将采集到的数据进行整理和分析,可以帮助用户查看电量信息明细及电量信息报表,当平台的用户达到一定数量以后,管理员可以通过建立恰当的数据挖掘模型,实现用户用电消费预测和用户用电负荷预测。
  在电量采集设备和电量采集信息管理平台实现后,本文对设备进行了校正,并通过现场测试对设备的精确度进行了量化,结果表明电量采集设备的准确度为0.66%左右,准确度等级为1.0级,符合预期设计目标。
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