基于以太网的配电变压器监测终端的设计与实现

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本文简要介绍了配电变压器监测终端的发展概况、以太网技术的特点以及以太网技术在电力行业方面的发展和应用,讨论了配电变压器监测终端的总体设计方案以及嵌入式以太网技术在配网终端设备上应用的可行性。 本文介绍了其系统组成、工作原理、主要元器件的应用,误差分析和主要软件的流程图等。在此基础上着重讨论了硬件系统的核心微控制器STC89C516RD+的特点、计量芯片ADE7758的性能以及网卡控制芯片RTL8019AS数据发送、接收的工作原理。 本课题设计的配电变压器监测终端实现的基本功能包括电压、电流、频率、有功功率、无功功率和电能的测量。电压、电流的测量精度为0.5级,功率和电能的测量精度为1级,频率的测量精确到0.1Hz,最后通过以太网将数据上传到上位机。 作为设计的难点,考虑到本设计采用的单片机的程序存储器只有64K,数据存储器为1K字节,必须在欲实现的功能与资源之间进行权衡。本设计综合监测终端的需求和以太网的通讯特点,从一个免费的TCP/IP协议-uIP中选取移植了5个最重要的协议:ARP、IP、ICMP、TCP和UDP。换句话说,这5个协议的实现满足了监测终端融入ethernet的需要。 结论中如实地指出了系统存在的不足和需要改善的地方。目前只进行了单相的电压、电流、功率和频率的测量,还需要实地测量三相电网的情况。从测量结果和理论误差分析比较来看,电压、电流的测量结果还可以通过完善硬件设计和软件算法来提高精度。
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