基于gsm冰凍監(jiān)測儀的系統(tǒng)研究開題報告

1、<p>　　一、選題的依據(jù)及意義：</p><p>　　電能質(zhì)量問題是電力市場環(huán)境下供用電雙方都關(guān)心的一個問題，隨著精密電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電能質(zhì)量問題更得到了廣大電力用戶的關(guān)注，電能質(zhì)量的監(jiān)測評估是電力市場化運營的必然要求，實現(xiàn)電網(wǎng)電能質(zhì)量的全面監(jiān)測，提高對污染性負荷用戶的有效監(jiān)督，是提高供電質(zhì)量的基礎(chǔ)隨著我國電力市場的逐步建立，對電能質(zhì)量提出了越來越高的要求。電力用戶也要求高質(zhì)量的電能來保證其設(shè)備、

2、儀器和系統(tǒng)的正常運行。但是，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，一方面，由于電力電子設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，特別是各類沖擊負荷和非線性負荷容量的不斷擴展，使得電網(wǎng)中電壓波形發(fā)生畸變，電壓波動、閃變和三相不平衡等問題時有發(fā)生，嚴重地影響了電能質(zhì)量;另一方面，由于人們越來越多地使用精密和復(fù)雜的電子設(shè)備，如計算機、通信設(shè)備以及各種過程控制系統(tǒng)來處理和管理工作過程和事務(wù)。這就要求高質(zhì)量和高可靠性的配電系統(tǒng)，以提供與之相適應(yīng)的電能。而且，隨著電力工業(yè)的飛

3、速發(fā)展以及電網(wǎng)的不斷擴大，電力運行對電力調(diào)度自動化水平的要求和安全性的要求越來越高，電力調(diào)度需要各種功能更為齊全、操作更為簡便的各種電力檢測儀器儀表。但是，目前為止用于監(jiān)測電網(wǎng)用戶端電能質(zhì)量的儀器儀表并沒有普及</p><p>　　二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：</p><p>　　目前電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備的發(fā)展趨勢傾向于采用永久性的固定設(shè)備對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行在線監(jiān)測，對于固定電能質(zhì)

4、量監(jiān)測設(shè)備而言，需要綜合考慮成本和性能進行專門的研制?；谖⑻幚砥鞯闹悄芑娔苜|(zhì)量在線監(jiān)測設(shè)備采用嵌入式系統(tǒng)和數(shù)字信號處理技術(shù)在設(shè)計上具有在線監(jiān)測、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、實時性好和成本低的特點?；陔pCPU的嵌入式系統(tǒng)將嵌入式DSP處理器和嵌入式微控制器相結(jié)合，通過2個CPU擴充系統(tǒng)資源，共同分擔系統(tǒng)負荷，同時DSP作為高速處理器件也利于保證系統(tǒng)的實時性。這種雙CPU系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和DSP的高速處理能力對于保證系統(tǒng)實現(xiàn)在線監(jiān)測、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等強大

5、功能而又不犧牲實時性起到了關(guān)鍵作用。它具有在線監(jiān)測、精度高、升級潛力大、實時性好、體積小、成本低的特點，既適用于現(xiàn)場的測量分析，也適用于長期的在線監(jiān)測。</p><p>　　我國對電能質(zhì)量的研究正處于起步階段，但也取得了較大的進展。早期的電能質(zhì)量問題主要局限在頻率偏移和電壓偏移兩個方面。但是，二十世紀八十年代以來，隨著新興負荷的出現(xiàn)對電能質(zhì)量的要求更高，還需要設(shè)法解決諸如失去電壓、電壓跌落和開關(guān)暫態(tài)等多方面的電能

6、質(zhì)量問題。目前，美國電氣電子工程師協(xié)會工業(yè)應(yīng)用協(xié)會(IEEEIAS)和電力工程協(xié)會(IEEEPES)、國際電工委會(IEC)、國際大電網(wǎng)會議(CIGRE)等學(xué)術(shù)組織都開始對這些問題進行了專門的研究。在國內(nèi)，電能質(zhì)量問題也己引起電力工作者的廣泛重視。由于出發(fā)點不同，電能質(zhì)量存在很多不同的定義:電力公司常將電能質(zhì)量定義為供電可靠性并用統(tǒng)計數(shù)字來表示，而設(shè)備制造商則將電能質(zhì)量定義為能使設(shè)備正常運行的供電特征，因此不同的設(shè)備制造商往往采用不同的

7、電能質(zhì)量指標。未來看，國際上電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展趨勢可概括為4點，即網(wǎng)絡(luò)化、信息化、標準化和智能化。目前較為合理且流行的網(wǎng)絡(luò)模式是具有三層體系結(jié)構(gòu)，且集成語音、數(shù)據(jù)、圖像等各類業(yè)務(wù)為一體的信息化綜合性網(wǎng)絡(luò)。標準化體現(xiàn)在數(shù)據(jù)設(shè)計格式標準化和顯示界面標準化，采用PQDIF作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化存儲格式，使多數(shù)據(jù)源具有良好的兼容性，</p><p>　　三、研究內(nèi)容及實驗方案：</p><p>　　3.1

8、 系統(tǒng)組成及工作原理</p><p>　　本設(shè)計要求用單片機、GSM與電子線路技術(shù)設(shè)計并制作冰凍監(jiān)測儀，實現(xiàn)對冰凍程度的監(jiān)測，實時顯示監(jiān)測點溫濕度及冰凍信息，超限時報警。綜合以上要求，設(shè)計的系統(tǒng)主要包括單片機最小系統(tǒng)、溫濕度及拉力檢測模塊、GSM模塊、鍵盤顯示電路等?；贕SM冰凍監(jiān)測儀的系統(tǒng)框圖如圖3.1所示：</p><p>　　圖3.1 系統(tǒng)總體框圖</p><

9、p>　　單片機控制模塊控制溫濕度和拉力檢測模塊、顯示模塊、GSM短信收發(fā)模塊的協(xié)同工作，并分析、處理采集到的數(shù)據(jù)。</p><p>　　電壓采集處理電路：由電壓互感器、精密整流電路、二階濾波電路組成。完成220V交流電壓到低壓直流信號的轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換電路：對低壓直流信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送入單片機處理。</p><p>　　GSM短信收發(fā)模塊主要實現(xiàn)短信息的接收和發(fā)送

10、。當單片機控制模塊分析采集的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)輸電線上電壓超過限定值時，就控制GSM短信收發(fā)模塊向管理者手機上發(fā)送報警短信。</p><p>　　管理者可以通過手機向GSM短信收發(fā)模塊發(fā)送控制短信，控制短信中包含控制命令，GSM短信收發(fā)模塊將命令傳輸給單片機控制模塊，使單片機控制模塊將數(shù)據(jù)信息發(fā)送到管理者手機上或者與另一個GSM短信收發(fā)模塊通訊的計算機上。</p><p>　　3.2 單片機最小系

11、統(tǒng)</p><p>　　該部分電路是系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)處理的核心，主要由RS232串口電路、STC89C52RC單片機及相應(yīng)的時鐘振蕩電路和復(fù)位電路組成。</p><p>　　圖3.2 單片機最小系統(tǒng)電路</p><p>　　3.2.1 RS232串口電路</p><p>　　STC89C52RC單片機電平為TTL電平(即：高電平 — +5V,

12、低電平 — 0V)，而計算機串口電平為RS232電平(即：高電平 — -12V,低電平 — +12V),所以，計算機與單片機之間進行通訊時需要加電平轉(zhuǎn)換芯片。RS232串口電路如圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3 RS232串口電路</p><p>　　圖3.3中，RS232串口電路使用MAX232CPE作為電平轉(zhuǎn)換芯片，通過串口線連接到計算機的COM口(9針D形口)，用于ST

13、C89C52RC單片機與上位機通信以及和其他串口設(shè)備的數(shù)據(jù)交互。</p><p>　　3.3 A/D轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　設(shè)計中A/D轉(zhuǎn)換器用的是TLC2543 A/D轉(zhuǎn)換器，它是12位開關(guān)電容逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器，自帶有采樣保持電路,轉(zhuǎn)換速度為10us。每個器件有三個控制輸入端：片選(CS)、輸入/輸出時鐘(I/O CLOCK)以及數(shù)據(jù)輸入端(DATA INPUT)。通過一個串

14、行三態(tài)輸出端與主處理器或其外圍的串行口通信，可與主機高速傳輸數(shù)據(jù)，可編程輸出數(shù)據(jù)長度和格式。片內(nèi)含有一個14通道多路器，可從11個模擬輸入和三個內(nèi)部自測電壓中選擇一個。用“轉(zhuǎn)換結(jié)束”信號EOC指示轉(zhuǎn)換的完成。系統(tǒng)時鐘由片內(nèi)產(chǎn)生并由I/O CLOCK同步。正、負基準電壓(REF＋，REF－)由外部提供，通常為VCC或地，兩者差值決定輸入電壓范圍。片內(nèi)轉(zhuǎn)換器使器件有高速(10μs轉(zhuǎn)換時間)、高精度(12位分辨率，最大±1LSB的線

15、性誤差)和低噪聲的特點。TLC2543引腳如圖3.4所示。 </p><p>　　圖3.4 TLC2543引腳圖</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換電路如圖3.5所示：</p><p>　　圖3.5 TLC2543接口電路圖</p><p>　　四、目標、主要特色及工作進度</p><p>　　目標：制作基于GSM電能

16、監(jiān)測儀，實現(xiàn)遠程監(jiān)測電能，實時顯示監(jiān)測點電能信息，超限時報警。</p><p><b>　　主要特色：</b></p><p>　　實時監(jiān)測、顯示電能，運用GSM遠程信息控制技術(shù)發(fā)送監(jiān)測到的信息。</p><p>　　1．具有電能實時檢測、顯示功能。</p><p>　　2．電壓測量誤差<±1% 

17、;。</p><p>　　3．用戶可設(shè)定電壓上、下限值。</p><p>　　4．所測電壓超過上、下限值時，有報警提示。</p><p>　　5. 具有超限信息統(tǒng)計功能。</p><p><b>　　工作進度：</b></p><p>　　第01～03周：資料查找，方案論證，英文資料翻譯

18、，開題報告撰寫。 </p><p>　　第04～11周：電路原理設(shè)計，線路板制作、安裝，初步調(diào)試。</p><p>　　第12～14周：軟硬件聯(lián)調(diào)，實驗測試。</p><p>　　第15～18周：畢業(yè)論文撰寫，答辯。</p><p><b>　　五、參考文獻</b></p><p>　　[

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