基于wsn用电监测的系统设计

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1、华北电力大学硕士学位论文摘要用电监测是电力行业监测用电指标、进行计划用电管理的重要技术。本文基于无线传感器网络(wSN)技术，设计了面向用户的用电监测系统。通过该系统，用户可以方便地查询自己的用电状况，因而提高了用户用电计量的透明度，减少用户与供电企业之问的分歧，同时能够提高用户自身的节电意识，宏观上可以更好的实现削峰填谷。该研究方向具有广阔的应用前景和发展空间。首先，本文提出了基于WSN的用电监测系统设计方案。分析了用电监测系统中监测终端和wSN子网关各自需要实现的功能，设计了整个系统的工作过程，并且对系统中所用到的主要硬件芯片进行选型分析。然后，围绕EM773和

2、STM32F107主控制芯片对用电监测终端和wSN子网关按各功能模块进行详细的硬件电路设计。接着，在用电监测终端的软件设计中，给出EM773底层固件的详细设计和计量引擎模块的详细的配置。研究了EzMac通信协议，利用时分复用的方式对其进行改进，并给出了该协议在Si4432上实现的详细配置。此外本文还设计了WSN中应用层的用电监测业务通信流程和报文结构。最后，在WSN子网关的软件设计中，基于ⅣC／OS．II实时操作系统的平台移植了第三方TCⅣ呼协议Lw口。在分层对wSN子网关协议转换功能设计的时候，主要完成了USB接口的以太网通信和UDP数据包与EZMac数据包之间的

3、转换。关键词：用电监测；WSN；EM773；Si4432组网；网关设计华北电力大学硕士学位论文AbStI．aCtE1ectridtyConsumpti蚰Monitoringisanimponanttechnicalindetectingindicatorsandpl砌姗gpowermanagement．ApowefapplyingmonitoringSystembasedonWSN(wirelesssensornet、)l，orks)isdesi罂edinthispaper．Inthissystem，userscaneasilyquerythestatusofthe

4、irelectricity．Sothetmsparencyofelectricitymeteringalldtheusefs，eⅡergy’savingaWarenesswouldbeimproved．Thepracticeofpowerpeal【loadsh埘ngwouldbemucheasier．ThisresearchhaSbroadapplicationprospectsanddevelopment．ThispaperpresentsthedesignofelectricityconsumptionmonitoringsystembasedonWSN．T11

5、eanalysisoffIlnCtioninmonitorte硼inalandWSNgatewayandtheselectionofsomeimportantchipshavebeen西ven．灿so，theworkprocessofthissystemhasbeendesi印ed．moundEM773a11dSTM32F107，themastercontr01chip，thehardwarecircuitofmodulesinpowermonitoringte姗inalandWSNgatewayisdesignedindetail．Fu灿emore，specif：

6、iccon蠡gurationofEM773’sfi姗wareandmeteringengineisgiven．StudiedEZMaccommuIlicationprotocols，theimprovementbasedontimedivisionmuhipleXing∞M)isproposed．Co蚯gurationabouttheprotocols咖si4432isalsogiven．Illaddition，thecOmmunicationprocessandmessagestmctureOfelectricitVconsumptionmonitoringbus

7、inessinthissystemisdesi印ed．Thethird．panTCP／IPprotocol，I胛IP，basedon∥C／OS一Ⅱreal一timeoperationsyst啪istraIlsplantedinsoftdesj弘0ftheWSNgateway．【ayereddesi舯oftheprotocolconversioninWSNgateway，wbjChcont曲lsEthemetcommunicati衄sbasedonUSBinterface柚ddataDacketsconversionbe抑eenUDPandEZMac，isprop