电力载波通信抗干扰器上位机通信协议设计(源码)
随着当今社会越来越信息化，智能化的工业仪器也越来越普及。电力载波通信抗干扰器就是为了解决抄表问题的工业仪表。针对诸如此类的仪器，研制监控系统是十分必要的。本课题主要设计了电力载波通信抗干扰器上位机软件，以C#作为开发语言，开发环境使用Microsoft Visual Studio，数据库使用MySQL Workbench。PC机与单片机之间的通信采用多功能电能表标准通信协议实现了数据显示。单片机将采集的DB值和继电器状态通过协议发送给上位机，上位机软件将其直接显示在可视化的界面中。该上位机软件具有实时存储数据功能，在接收数据期间会将DB数据存入数据库，而且还具有可以将历史数据绘制成曲线图表的绘图功能，数据绘制成图表后可以使用户清晰掌握各个时间段内数据的曲线变化情况。关键词 Microsoft Visual Studio，人机界面，串口通信，数据库
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 研究目的和意义 2
2 系统需求分析与可行性分析 2
2.1 需求分析 2
2.2 可行性分析 4
3 相关技术理论基础 5
3.1 开发工具简介 5
3.2 通信控件 6
3.3 串行接口 6
3.4 通信协议 7
3.5 单片机系统 9
4 系统架构框图 10
5 软件设计 10
5.1 总体设计 10
5.2 系统界面设计 11
5.3 数据存储设计 16
6 系统测试 18
6.1 串口调试 18
6.2 数据测试 18
6.3 测试结论 21
总 结 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 绪论
1.1 研究背景
电力作为工业中非常重要的一环，在各种电力方面的问题都是首先要解决的问题。智能抄表在供电系统中具有很大的价值，在人员不足的问题上起到了很大的作用。随着智能抄表系统的不断研发与应用，抄表的成功率成为了评定的首要标准。从而产 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
生了许多不同的电力载波通信抗干扰器。
随着时代变化计算机也在进行高速的发展，计算机的运算速度不断升级日益强大。利用计算机软件通信技术监控各种设备的运行状况和运行参数，这将能大大提高工作效率，这也就说明通信功能将会是今后系统发展的重要组成部分。通信就是两台计算机之间的信息交换，计算机与单片机之间的信息交换，计算机与其他外部设备之间的信息交换等。由于串行通信所用到的传输线很少，并且可以借助现有电话网进行信息的传输，所以尤其适用于远距离的传输。串行接口是计算机应用系统中经常会使用到的一种接口，上位机与下位机机之间通信采用串行的方式也是非常普遍的，这样就能充分利用到计算机分析处理能力强、运算速度快的特点及下位机面向控制的特点。
为了对电力载波通信抗干扰器的数据进行存储，方便人们对存储的历史数据记录分析，可以清楚了解到设备的运行情况。研究计算机软件通过串行通信对抗干扰设备的查看具有一定的现实意义。
1.2 国内外发展现状
电力通信作为电力系统稳定安全运行的基本保障，实现了电网调度自动化，网络运营市场化和管理现代化。因为通信的过程中，传输的快速性和信息的可靠性都得遵守严格的要求，所以全球很多国家都给电力系统建造了专用通信网，用这种方法来构建成稳定的传输系统。
国外电力载波通信开展较早，美国联邦通信委员会FCC划定的电力线频带宽度为100~450kHz；欧洲则划定为3.0~148.5kHz。这些电力载波的确立为其自身今后的发展作出了极大的贡献[16]。20世纪90年代作为信息化时代，欧洲一些公司进行了电力载波的实验，最终结果有好有坏，伴随着通信技术的不断进步与发展，电力载波通信技术也得到了明显的增长。
国内电力载波通信的发展可以总结为四个阶段，第一阶段是在1980年末到1995年左右，电力载波通信质量差，抄表成功率较低，仍然存在一定误差，所以应用效果不够理想。第二阶段是在之后的时间到2001年之间，电子式电表的出现为抄表数据的准确提供了保障，但是电力载波的可靠性仍然是困扰大家的一大难题。第三阶段是从2003年开始，与前几代相比有了很大的提升，该阶段经由信道频带自适应技术，可以让相邻通信节点之间维持的可靠传输技术已经可以达到。第四阶段是从2005年开始，国内几家供应商开始了研发新的载波通信产品，是以网络神经元芯片作为核心技术的新产品，比以往有了突破性的提高。
1.3 研究目的和意义
当前使用的窄带采集器抗干扰性能差，经常会出现数据采集不到的现象，这些都是因为受到一些劣质电器、变频器、充电器影响。由于用户多、各种用电设备繁杂以致于想要进行排查难度非常大，这就给公司的抄表成功率，线损合格率以及生产运维指标造成了很大的影响。电力载波通信抗干扰器（下位机）是可以实时采集电网谐波，计算总谐波的含量，实时投切阻容器件，可以有效的提高电力抄表成功率。但是下位机自身并不能显示上述数据，人们不能直观的看见总谐波含量变化以及继电器地状态变化。
该软件就是为了人们能够直接查看数据所编程的上位机软件系统。本系统实现上位机实时显示电网干扰情况以及阻容器件的投切情况可以使人能够清楚当前与历史数据变化，进而能及时发现问题，预防各种事故。因此研究电力载波通信抗干扰器上位机系统具有重要意义。
2 系统需求分析与可行性分析
2.1 需求分析
2.1.1系统概述
上位机通信协议软件是为了能够将电力载波通信抗干扰器采集的数据直观显示的系统，从而方便用户去了解数据的变化以及改变运行的算法。该系统主要是由通信模块、人机界面模块、输入/输出模块、数据库模块四大模块所构成。通信模块中包含了成功连接串口的一系列参数以及数据传递，输入模块中包含了开始所需的参数值、算法以及接收模式，输出模块中包含了接收各类数据的文本框，数据库模块负责数据的存储与调用。
系统总体框架如图21所示。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 研究目的和意义 2
2 系统需求分析与可行性分析 2
2.1 需求分析 2
2.2 可行性分析 4
3 相关技术理论基础 5
3.1 开发工具简介 5
3.2 通信控件 6
3.3 串行接口 6
3.4 通信协议 7
3.5 单片机系统 9
4 系统架构框图 10
5 软件设计 10
5.1 总体设计 10
5.2 系统界面设计 11
5.3 数据存储设计 16
6 系统测试 18
6.1 串口调试 18
6.2 数据测试 18
6.3 测试结论 21
总 结 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 绪论
1.1 研究背景
电力作为工业中非常重要的一环，在各种电力方面的问题都是首先要解决的问题。智能抄表在供电系统中具有很大的价值，在人员不足的问题上起到了很大的作用。随着智能抄表系统的不断研发与应用，抄表的成功率成为了评定的首要标准。从而产 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
生了许多不同的电力载波通信抗干扰器。
随着时代变化计算机也在进行高速的发展，计算机的运算速度不断升级日益强大。利用计算机软件通信技术监控各种设备的运行状况和运行参数，这将能大大提高工作效率，这也就说明通信功能将会是今后系统发展的重要组成部分。通信就是两台计算机之间的信息交换，计算机与单片机之间的信息交换，计算机与其他外部设备之间的信息交换等。由于串行通信所用到的传输线很少，并且可以借助现有电话网进行信息的传输，所以尤其适用于远距离的传输。串行接口是计算机应用系统中经常会使用到的一种接口，上位机与下位机机之间通信采用串行的方式也是非常普遍的，这样就能充分利用到计算机分析处理能力强、运算速度快的特点及下位机面向控制的特点。
为了对电力载波通信抗干扰器的数据进行存储，方便人们对存储的历史数据记录分析，可以清楚了解到设备的运行情况。研究计算机软件通过串行通信对抗干扰设备的查看具有一定的现实意义。
1.2 国内外发展现状
电力通信作为电力系统稳定安全运行的基本保障，实现了电网调度自动化，网络运营市场化和管理现代化。因为通信的过程中，传输的快速性和信息的可靠性都得遵守严格的要求，所以全球很多国家都给电力系统建造了专用通信网，用这种方法来构建成稳定的传输系统。
国外电力载波通信开展较早，美国联邦通信委员会FCC划定的电力线频带宽度为100~450kHz；欧洲则划定为3.0~148.5kHz。这些电力载波的确立为其自身今后的发展作出了极大的贡献[16]。20世纪90年代作为信息化时代，欧洲一些公司进行了电力载波的实验，最终结果有好有坏，伴随着通信技术的不断进步与发展，电力载波通信技术也得到了明显的增长。
国内电力载波通信的发展可以总结为四个阶段，第一阶段是在1980年末到1995年左右，电力载波通信质量差，抄表成功率较低，仍然存在一定误差，所以应用效果不够理想。第二阶段是在之后的时间到2001年之间，电子式电表的出现为抄表数据的准确提供了保障，但是电力载波的可靠性仍然是困扰大家的一大难题。第三阶段是从2003年开始，与前几代相比有了很大的提升，该阶段经由信道频带自适应技术，可以让相邻通信节点之间维持的可靠传输技术已经可以达到。第四阶段是从2005年开始，国内几家供应商开始了研发新的载波通信产品，是以网络神经元芯片作为核心技术的新产品，比以往有了突破性的提高。
1.3 研究目的和意义
当前使用的窄带采集器抗干扰性能差，经常会出现数据采集不到的现象，这些都是因为受到一些劣质电器、变频器、充电器影响。由于用户多、各种用电设备繁杂以致于想要进行排查难度非常大，这就给公司的抄表成功率，线损合格率以及生产运维指标造成了很大的影响。电力载波通信抗干扰器（下位机）是可以实时采集电网谐波，计算总谐波的含量，实时投切阻容器件，可以有效的提高电力抄表成功率。但是下位机自身并不能显示上述数据，人们不能直观的看见总谐波含量变化以及继电器地状态变化。
该软件就是为了人们能够直接查看数据所编程的上位机软件系统。本系统实现上位机实时显示电网干扰情况以及阻容器件的投切情况可以使人能够清楚当前与历史数据变化，进而能及时发现问题，预防各种事故。因此研究电力载波通信抗干扰器上位机系统具有重要意义。
2 系统需求分析与可行性分析
2.1 需求分析
2.1.1系统概述
上位机通信协议软件是为了能够将电力载波通信抗干扰器采集的数据直观显示的系统，从而方便用户去了解数据的变化以及改变运行的算法。该系统主要是由通信模块、人机界面模块、输入/输出模块、数据库模块四大模块所构成。通信模块中包含了成功连接串口的一系列参数以及数据传递，输入模块中包含了开始所需的参数值、算法以及接收模式，输出模块中包含了接收各类数据的文本框，数据库模块负责数据的存储与调用。
系统总体框架如图21所示。
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