变电站智能网关设计研究

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1、学校代码：10289分类号：TP368密级：公开学号：129070009江苏科技大学硕士学位论文(全日制专业学位硕士)变电站智能网关设计研究研究生姓名李志远导师姓名胡广朋申请学位类别工程硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业电子与通信工程论文提交日期2014年12月30日研究方向嵌入式系统论文答辩日期2015年3月21日答辩委员会主席段先华评阅人盲审2015年3月20日分类号：TP368密级：公开学号：129070009工程硕士学位论文变电站智能网关设计研究学生姓名李志远指导教师胡广朋教授江苏科技大学二0一五年三月AThesisSubmittedi

2、nFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDesignandResearchofIntelligentGatewayinSubstationSubmittedbyLiZhiYuanSupervisedbyHuGuangpengJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2015江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论

3、文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日摘要摘要随着中国电网的飞速发展，越来越多的无人变电站被投入使用。由于长期无人在现场管理，监控中心对变电站的环境以及设备安全的实时监控显得尤为重要,智能电力网关就是为了实现这一目的而设计。智能网关采用物联网技术，通过RS485接口和GPIO接口采集变电站内的环境数据和安防信息，根据TCP/IP协议通过以太网络与中心平台交换数据。网关选用有较强处理能力的ARM9处理器，

4、同时内置嵌入式Linux操作系统，采用多种抗干扰措施保证系统的稳定性。本文的主要研究工作是在基于对于嵌入式Linux的学习与研究的基础上，通过对目前市场上主流配置EZ9260-EVBARM9开发板的研究与设计，了解嵌入式的特点与优点，通过软硬件开发环境的搭建、Linux内核的移植，Linux系统环境下的网络通信编程等，实现一款基于嵌入式Linux系统下的智能电力网关监控系统从而完成监控中心对变电站的实时监控。首先本文介绍了智能网关在整个无人变电站环境监控系统中的作用以及具体的位置。根据变电站环境的具体情况进行硬件电路图的设计和各种处理器的选取，使

5、得智能网关能在复杂的变电站干扰环境下能够正常稳定的工作。在核心板模块网关选用的是处理器是高速的工业级ARM的处理器，能提供大量的外设接口及外接种类，从而方便如SF6/O2气体探测器、灯光控制器、温湿度探测器、空调控制器等探测器和控制器的使用。其次根据系统的需要进行软件的设计，包括Socket编程、读取配置信息、多线程数据的共享和互斥，与中心平台的数据交换等。嵌入式软件是贯穿于整个设计之中的，对整个设计和产品的功能都很重要。软件系统要完成的功能是将探测器采集的环境数据通过以太网口发送给监控中心，对发送的数据根据定义的通信协议进行封装和解析，完成环境

6、实时数据的交换。同时对用户层的控制协议进行解析，从而控制底层的相关设备，如空调控制器等。最后将系统软硬件结合进行联网测试，检测智能网关对环境数据采集的实时性、准确性和可靠性。关键词：ARM9、嵌入式Linux、EZ9260-EVB、多线程、通信协议、实时数据IAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofChina'spowergridmoreandmoreunmannedsubstati-onwasputintoused.Becausenooneinthefieldoflong-termmanagement,

7、itisparticuarlyimportanttothemonitoringcentertoreal-timemonitortheenvironmentalandsubstationequipmentsecure.TheintelligentIntelligentgatewayisdesigenedtoachievethispupose.Gatewayusesthepowerofnetworkingtechnology,aviaRS485andGPIOinterfacetocollectedsecurityinformationwithinth

8、esubstationndenvironmentaldata.ThenaccordingtotheTCP/IPprotocoltoexc