智能配电台区兼顾配电和用电两大环节,是智能电网建设的基础。为了提高电能利用效率,保障用电秩序,加强智能台区建设是必然趋势,而智能电网在发展过程中势必会应用物联网技术,物联网技术凭借其强大的信息分析处理能力,极大推动智能电网的发展。在智能配电台区中,许多公司配备了相关配变监控系统,但是仍然存在着一些问题,比如配电变压器分布广泛而不均匀,信息得不到有效传输;同时在智能配电台区建设过程中,许多低功耗资源受限型设备也随之接入,这些设备只有有限的内存空间和少量的计算能力,尤其是台区中资源受限的传感器部分,合适的通信协议较难选择。在此背景下,运用物联网技术选择合适的通信协议,对于智能配电台区的建设有着现实意义。本文研究设计了一个基于物联网的智能配电台区监控系统。以物联网和通信协议为研究对象,针对配电台区中数据复杂、网络节点和设备资源受限等问题,重点研究受限应用协议。详细分析了CoAP协议的基本原理,对比IP/HTTP和轻量级协议MQTT/CoAP,研究其传输差异;详细研究CoAP协议RFC文档、协议栈、工作模式、重传机制、协议特性以及观察者模式等技术原理。对CoAP及MQTT两个轻量级协议作服务器的连接测试,以验证选择CoAP作为网关协议的合理性。本课题完成了对智能配电台区监控系统的软硬件设计,在硬件设计中,数据采集传感器节点以STM32F103RBT6为控制器,扩展了DHT11温湿度传感器、GY-30光照传感器等接口,同时对环境量收集模块、通信模块、数据存储模块及GSM模块进行电路设计;数据处理CoAP网关节点以STM32F407ZGT6为控制器,扩展了以太网等接口电路。对数据采集传感器节点及数据处理网关节点进行软件设计,两者以RT-Thread实时操作系统为软件开发平台,通过Zig Bee无线组网方式实现数据通信;给出了软件系统中传感器数据采集、数据通信交互以及CoAP服务器等主要软件设计,绘制了线程关系顺序图以及主要的流程图。同时,对智能配电物联网台区监控系统进行部分服务器设计,设计系统结构、数据库、CoAP API、HTTPAPI。最后,测试了CoAP网关节点与台区服务器数据交互过程。测试了CoAP数据包,对台区的传感器环境数据温度、湿度以及遥测数据电压、电流监测进行分析,说明了硬件及网页调试过程,同时分析了台区配电主站系统应用实例。结果表明,在同一环境下,CoAP对于请求的处理时间、吞吐量均优于相同条件下MQTT服务器的数据,CoAP简单、开销小,满足资源受限环境的通信需求,适用于台区中低功耗智能终端接入网络。通过基于物联网设计智能配电台区监控系统,将CoAP协议应用在台区中的传感器网络,研究智能配变台区的运行监控技术,对提高供电能力和供电可靠性具有实际参考意义。