基于LoRa的智能电表集抄系统设计

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1、学校代号10532学号S150900752分类号TN98密级公开硕士学位论文基于LoRa的智能电表集抄系统设计学位申请人姓名肖思琪培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称全惠敏副教授学科专业电子科学与技术研究方向嵌入式系统及应用论文提交日期2018年4月16日学校代号：10532学号：S150900752密级：公开湖南大学硕士学位论文基于LoRa的智能电表集抄系统设计学位申请人姓名：肖思琪导师姓名及职称：全惠敏副教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电子科学与技术论文提交日期：2018年4月16日论文答辩日期：2018年5月18日答辩委员会主席：刘宏立教授TheDesignofInte

2、lligentMeterReadingSystemBasedonLoRabyXIAOSiqiB.E.(HunanInstituteofEngineering)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinElectronicandCommunicationEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorQUANHuiminMay,2018学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权

3、书湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。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后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇

4、编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□√。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I基于LoRa的智能电表集抄系统设计摘要随着现代社会的发展，国民经济的提高，抄表计量日趋复杂，传统的抄表方式已不能满足人们的需求。为了更加方便、准确、及时的对用户用电量进行抄读与管理，实现电力抄表的自动化、网络化。对用户用电量、用电时间分布、负荷曲线等更多信息进行详细了解，提高电能利用率和经济效益，本文设计了一款基于LoRa的智能电表集抄系统。本文首先介绍了集抄系统的发展背景，分析了国内外关于抄表系统的研究现状以及对几种抄表方

5、式进行了比较。根据国家电网的相关标准以及企业的需求对智能电表集抄系统的性能指标要求与功能需求进行了分析，给出了基于LoRa的智能电表集抄系统的总体设计框图。其次，本文对基于LoRa的智能电表集抄系统的硬件进行了设计，给出了系统硬件总体设计框图。系统的硬件主要包括LoRa表端通信模块、LoRa中继器模块、LoRa路由模块。考虑到MCU的最大频率、装置核心等因素，在本设计中，LoRa集中器路由模块的MCU我们选择的是MK20DN512VLL10芯片，LoRa表端模块与LoRa中继器模块MCU的选择为R7F0C902。本设计的射频芯片采用的是SX1278芯片，它传输距离远，功耗低。根据基于LoR

6、a的智能电表集抄系统硬件总体设计框图详细阐述了各模块的硬件电路设计。再次，本文对基于LoRa的智能电表集抄系统的软件进行了设计，给出了系统软件总体设计框图。系统的软件设计主要包括通信协议设计、路径探测流程设计、各路径探测命令帧解析、抄表流程设计、TDMA时隙同步设计、无线冲突检测设计。给出了各设计的流程框图及说明。最后根据国家电网标准以及企业的要求，对基于LoRa的智能电表集抄系统基本功能与性能进行测试。测试结果表明本文的基于LoRa的智能电表集抄系统的基本功能与性能达到要求，符合预期的设计目标。关键词：集抄系统；LoRa；表端；中继器；路由；SX1278II硕士学位论文AbstractW

7、iththedevelopmentofmodernsocietyandtheimprovementofthenationaleconomy,meterreadingisbecomingmoreandmorecomplex.Thetraditionalmeterreadingmethodcannolongermeetpeople'sneeds.Inordertomakemoreconvenient,accurateandt