gprs电网电无线流监测
摘 要电能是日常生活中使用最广泛的能源。由于近年来电力电子技术的发展，整流器，变频器，一级电弧炉等各种非线性负载的广泛使用，给电网带来了非常大的压力，因此对电网电流的监测非常重要。本系统正是为了解决这个问题而设计的一套电网电流监测系统，本系统包括了电流采集电路，12864显示电路，键盘控制电路等一些单片机工作的必备电路。其中电流采集是先通过电流互感器将大电流感应成小电流再通过电流采集电路采集，电流采集电路使用了MB6S整流器和滤波电路，再将采集到的电流经过放大器放大并通过负载转成电压通入单片机，单片机使用12位A/D转换，使得采集到的电流更加的准确稳定。系统为了更好的进行人机交互，软件方面设计了12864显示和键盘操作，其中12864显示实时电流，过载电流等一些信息，键盘则有上下左右，确定取消等功能键，更方便用户操作。这一套系统实现了实时采集电网电流并实时显示，和通过手机远程实时显示和控制。由于使用了GPRS模块与上位机远程交互，使得监测与控制能更加的方便。
目 录
第一章 研究背景和意义 1
1.1 GPRS背景 1
1.2 电网电流监测背景 1
1.3 低压断路器背景 2
1.4 本课题的研究意义 2
第二章 课题研究的基本内容及方案 3
2.1 基本内容 3
2.2 电流监控电路 3
2.2.1 电流监控电路的组成部分 3
2.2.2 断路器的长延时脱口 3
2.2.3 断路器的短延时脱扣 3
2.2.4 断路器的瞬时特性 3
2.2.5 电流互感器 3
2.3 GPRS通信内容 4
2.3.1 GPRS通讯部分组成内容 4
2.3.2 GPRS模块的通信方式 4
2.4 设计方案 5
2.4.1 电网电流的采集方案 7
2.4.2 GPRS传输方案 7
第三章 系统硬件设计 9
3.1 主控电路与部分外围 9
3.1.1 主控电路 9
3.1.2 时间电路 10
3.1.3 存储电路 10
3
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
.2 电流采集部分的电路 11
3.2.1 电流的采集 11
3.2.2 数据的显示与控制 12
3.3 电源部分 15
3.3.1 380V交流转换成15V交流 15
3.3.2 15V交流电转换成12V直流电 16
3.3.3 12V电压转成5V和3.3V 17
3.4 通信部分 17
3.4.1 RS232接口转换成485接口 17
3.4.2 GPRS模块 19
第四章 系统软件设计 21
4.1 系统软件设计 21
4.2 电流采集 23
4.2.2 处理电流的延时特性 24
4.2.3 处理电流的瞬时特性 24
4.3 GPRS通讯 25
4.3.1 串口打包 25
4.3.2 串口AT指令 26
4.4 12864显示与键盘控制 27
4.4.1 12864显示 27
4.4.2 键盘控制 28
第五章 硬件与软件的调试 29
5.1 硬件与软件的调试 29
结束语 33
致 谢 34
参考文献 35
附录A 36
第一章 研究背景和意义
GPRS背景
GPRS的全名是通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service），它本身是GSM移动电话用户可以使用的一种移动数据业务。GPRS可以说是GSM的延续产物。GPRS和以前那些连续在频道传输的传输方式不同，它是以封包（Packet）的方式来传输的，因此使用的人所承担的费用是根据它传输的资料单位计算的，并不是使用它的整个频道，理论上是比较便宜的。GPRS的传输速率可以到达至56甚至114Kbps。所以本文将配合断路器对电网进行保护和监测。并通过GPRS将数据传输至上位机进行显示。
电网电流监测背景
电能是日常生活中使用最广泛的能源。拥有高质量的电能可以使我们的日常生活更加美好，因此对电网电力参数进行监测具有重要的意义。这几年来，随着电力电子技术的快速发展，各种电子器件层出不穷，比如整流器、变频器、一级电弧炉等各种非线性负载在工业，农业生产中获得非常广泛的应用。而且这些负载有非线性、冲击性和不平衡性等使电网不稳定的特性，这些特性导致了电网的供电质量日趋恶化，有时候还可能会给人民生活和社会发展带来巨大的危害。如果电网的电流，电压过低，民用和工业上的用电设备将可能会不能充分发挥其最大功效，有的甚至不能正常工作；反过来，如果电网电压，电流过高，好的情况下将会大大缩短用电设备的寿命，还可能直接将用电设备损坏。电流，电压频率的波动，也会使过多的电能转换为热能而白白的浪费掉，而且更加严重的是有可能会损坏设备。如果电网的功率因数过低，那么发电厂的电力就会不能得到充分利用。在高压电网的设备发生故障中,由于发热、泄漏电流而造成停电的问题经常会有发生。所以,对高压电网的设备进行在线温度和泄漏电流监测已成为电力系统中电网设备安全运行所必需解决的问题了。在进入21世纪以来，由于基于计算机和微处理器的管理、分析、检测、控制的用电设备和各种电力电子设备在电力系统中大量投入使用，他们对于电能质量的干扰比一般的机电设备更加的敏感，对供电质量的要求更加严格。英国曾经就对电能质量问题，对容量超过1兆瓦的100家用户进行了调查。调查结果显示，有69%的用户在生产过程中因电能质量问题受到过损失。在给IBM公司的市场调查也表明，48.5%的计算机数据丢失是由于电能质量问题引起的。根据美国电力科学研究院的大致估计，在美国现在因电能质量而每年造成的损失可高达260亿美元。试想一下，随着计算机以及网络技术在不同行业的应用，人们对供电可靠性的依赖将会越来越大，任何因为电能质量问题引起的数据丢失都将是非常可怕的，任何因电网事故造成的经济损失以及政治影响也都是不可忽视的。随着我国加入WTO，将会有大量的高、精、尖的高新技术企业进入中国市场。那么，在这场全局转变的战略过程中，电网的质量能否满足精细制造业的要求将会成为一个非常突出的问题。所以对电网的电力参数进行监控，以确保电能的充分利用和电网的高效、安全运营，已经是势在必行了。
低压断路器背景
低压断路器的用途非常广泛，它不仅用于主干线、支路、电路末端等作线路及电气设备的频繁合、分和过载、短路、欠电压等故障的保护，还应用于各种负载，如断路器用作配电系统的保护，配电系统的选着性的保护。
本课题的研究意义
电网电流质量的好坏对现今社会这么的重要，所以保障电网有高质量的电流具有非常重要的意义。为了能使各种设备发挥其最好的功效，并且也不会因为过热而对设备有所损坏，并且拥有稳定的电流，将功耗尽可能的降到最低，还能实时的监测电网的数据，远程进行遥控，本课题就产生来。经过本课题的研究，上述都将会实现。
第二章 课题研究的基本内容及方案
基本内容
目 录
第一章 研究背景和意义 1
1.1 GPRS背景 1
1.2 电网电流监测背景 1
1.3 低压断路器背景 2
1.4 本课题的研究意义 2
第二章 课题研究的基本内容及方案 3
2.1 基本内容 3
2.2 电流监控电路 3
2.2.1 电流监控电路的组成部分 3
2.2.2 断路器的长延时脱口 3
2.2.3 断路器的短延时脱扣 3
2.2.4 断路器的瞬时特性 3
2.2.5 电流互感器 3
2.3 GPRS通信内容 4
2.3.1 GPRS通讯部分组成内容 4
2.3.2 GPRS模块的通信方式 4
2.4 设计方案 5
2.4.1 电网电流的采集方案 7
2.4.2 GPRS传输方案 7
第三章 系统硬件设计 9
3.1 主控电路与部分外围 9
3.1.1 主控电路 9
3.1.2 时间电路 10
3.1.3 存储电路 10
3
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
.2 电流采集部分的电路 11
3.2.1 电流的采集 11
3.2.2 数据的显示与控制 12
3.3 电源部分 15
3.3.1 380V交流转换成15V交流 15
3.3.2 15V交流电转换成12V直流电 16
3.3.3 12V电压转成5V和3.3V 17
3.4 通信部分 17
3.4.1 RS232接口转换成485接口 17
3.4.2 GPRS模块 19
第四章 系统软件设计 21
4.1 系统软件设计 21
4.2 电流采集 23
4.2.2 处理电流的延时特性 24
4.2.3 处理电流的瞬时特性 24
4.3 GPRS通讯 25
4.3.1 串口打包 25
4.3.2 串口AT指令 26
4.4 12864显示与键盘控制 27
4.4.1 12864显示 27
4.4.2 键盘控制 28
第五章 硬件与软件的调试 29
5.1 硬件与软件的调试 29
结束语 33
致 谢 34
参考文献 35
附录A 36
第一章 研究背景和意义
GPRS背景
GPRS的全名是通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service），它本身是GSM移动电话用户可以使用的一种移动数据业务。GPRS可以说是GSM的延续产物。GPRS和以前那些连续在频道传输的传输方式不同，它是以封包（Packet）的方式来传输的，因此使用的人所承担的费用是根据它传输的资料单位计算的，并不是使用它的整个频道，理论上是比较便宜的。GPRS的传输速率可以到达至56甚至114Kbps。所以本文将配合断路器对电网进行保护和监测。并通过GPRS将数据传输至上位机进行显示。
电网电流监测背景
电能是日常生活中使用最广泛的能源。拥有高质量的电能可以使我们的日常生活更加美好，因此对电网电力参数进行监测具有重要的意义。这几年来，随着电力电子技术的快速发展，各种电子器件层出不穷，比如整流器、变频器、一级电弧炉等各种非线性负载在工业，农业生产中获得非常广泛的应用。而且这些负载有非线性、冲击性和不平衡性等使电网不稳定的特性，这些特性导致了电网的供电质量日趋恶化，有时候还可能会给人民生活和社会发展带来巨大的危害。如果电网的电流，电压过低，民用和工业上的用电设备将可能会不能充分发挥其最大功效，有的甚至不能正常工作；反过来，如果电网电压，电流过高，好的情况下将会大大缩短用电设备的寿命，还可能直接将用电设备损坏。电流，电压频率的波动，也会使过多的电能转换为热能而白白的浪费掉，而且更加严重的是有可能会损坏设备。如果电网的功率因数过低，那么发电厂的电力就会不能得到充分利用。在高压电网的设备发生故障中,由于发热、泄漏电流而造成停电的问题经常会有发生。所以,对高压电网的设备进行在线温度和泄漏电流监测已成为电力系统中电网设备安全运行所必需解决的问题了。在进入21世纪以来，由于基于计算机和微处理器的管理、分析、检测、控制的用电设备和各种电力电子设备在电力系统中大量投入使用，他们对于电能质量的干扰比一般的机电设备更加的敏感，对供电质量的要求更加严格。英国曾经就对电能质量问题，对容量超过1兆瓦的100家用户进行了调查。调查结果显示，有69%的用户在生产过程中因电能质量问题受到过损失。在给IBM公司的市场调查也表明，48.5%的计算机数据丢失是由于电能质量问题引起的。根据美国电力科学研究院的大致估计，在美国现在因电能质量而每年造成的损失可高达260亿美元。试想一下，随着计算机以及网络技术在不同行业的应用，人们对供电可靠性的依赖将会越来越大，任何因为电能质量问题引起的数据丢失都将是非常可怕的，任何因电网事故造成的经济损失以及政治影响也都是不可忽视的。随着我国加入WTO，将会有大量的高、精、尖的高新技术企业进入中国市场。那么，在这场全局转变的战略过程中，电网的质量能否满足精细制造业的要求将会成为一个非常突出的问题。所以对电网的电力参数进行监控，以确保电能的充分利用和电网的高效、安全运营，已经是势在必行了。
低压断路器背景
低压断路器的用途非常广泛，它不仅用于主干线、支路、电路末端等作线路及电气设备的频繁合、分和过载、短路、欠电压等故障的保护，还应用于各种负载，如断路器用作配电系统的保护，配电系统的选着性的保护。
本课题的研究意义
电网电流质量的好坏对现今社会这么的重要，所以保障电网有高质量的电流具有非常重要的意义。为了能使各种设备发挥其最好的功效，并且也不会因为过热而对设备有所损坏，并且拥有稳定的电流，将功耗尽可能的降到最低，还能实时的监测电网的数据，远程进行遥控，本课题就产生来。经过本课题的研究，上述都将会实现。
第二章 课题研究的基本内容及方案
基本内容
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