基于SIP的智能用電管控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、智能用電系統(tǒng)的基本功能是融合電能實時計量、自動控制、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，實現(xiàn)電能消費的可見、可控、計劃性和自動規(guī)劃等目標(biāo)。智能用電系統(tǒng)由多個智能用電插座和一個智能用電網(wǎng)關(guān)組成。區(qū)別于普通電源插座，智能用電插座除了給用電器提供電源，還支持對接駁用電器的電能消費實時計量、自動開關(guān)控制等功能;智能用電網(wǎng)關(guān)通過Zigbee等網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和智能用電插座通信，實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)實時采集、開關(guān)命令和狀態(tài)交互等功能，智能用電網(wǎng)關(guān)是智能用電系統(tǒng)的管理和控制機構(gòu)。為

2、了方便系統(tǒng)管理，智能用電網(wǎng)關(guān)還需具備因特網(wǎng)和電信網(wǎng)訪問機制。
　　目標(biāo)嵌入式智能用電網(wǎng)關(guān)采用LPC1788微控制器（ARM Cortex-M3）作為硬件核心，通過串口和Zigbee協(xié)調(diào)器通信，進一步和Zigbee網(wǎng)絡(luò)中的智能用電插座通信;系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)Ethernet網(wǎng)絡(luò)接口，通過TCP/IP協(xié)議接入電信IMS網(wǎng)絡(luò)。運行于智能手機、平板電腦、PC等平臺的IMS終端可通過IMS網(wǎng)絡(luò)訪問智能用電網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)對智能用電系統(tǒng)的管理和控制。

3、r>　　本文的主要目標(biāo)是設(shè)計并實現(xiàn)一款支持接入電信網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能用電網(wǎng)關(guān)，主要工作是設(shè)計實現(xiàn)了目標(biāo)智能用電網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。
　　在充分理解目標(biāo)功能需求、分析LPC1788微控制器體系結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)相關(guān)通信協(xié)議基礎(chǔ)上，本文完成的主要工作總結(jié)如下:1）移植了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)，并構(gòu)建了TCP/IP協(xié)議棧;移植了PJSIP開源SIP協(xié)議棧;2）設(shè)計了網(wǎng)關(guān)和Zigbee協(xié)調(diào)器的通信協(xié)議，并實現(xiàn)了串口通信程序;3）設(shè)計了智能用電

4、管理和控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)，包括相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、“串口數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理、定時器、SIP UA處理”多任務(wù)接口等，并設(shè)計了一種多任務(wù)間異步數(shù)據(jù)緩沖區(qū)讀寫機制，實現(xiàn)了高效的多任務(wù)數(shù)據(jù)協(xié)同;4）基于PJSIP協(xié)議棧，設(shè)計并實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)SIP用戶終端功能，擴展SDP協(xié)議支持智能用電管控數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)了STUN客戶端，支持相關(guān)消息交互NAT穿越。本文實現(xiàn)了一款支持SIP協(xié)議的嵌入式智能用電網(wǎng)關(guān)，任何終端都可通過Internet或電信網(wǎng)絡(luò)通過IMS