摘要:当前大多在线测量仪表都是采用有线供电，采用有线通讯的方式进行数据之间的交互。然而在许多要求进行远距离测量的地方，由于地理位置偏僻、天气条件恶劣，电网电站供电、有线数据传输问题很难解决。当代发展离不开通信，无线遥测技术不断地深入研究发展，使得户外电源电量远程监测成为可能。物联网技术、透传云技术是远程遥测中十分重要的监测技术，针对野外无法电网供电的场所，本课题拟以蓄电池为基础，采用太阳能或风能进行能源补给，形成一套独立电源系统，从而为测量仪表提供能源。同时利用移动网络技术把电源相关数据发送给监控中心，实现对遥测所用电源的远程监控。设计过程采用嵌入式系统，采集电源的相关参数，而后对电池电量进行评估，并把电池电量相关通过移动网络发送到监控中心，实现对电池电量远程监测。该课题对于监控户外独立电源运行数据，提醒工作人员补给能源、维持户外仪表正常工作有重要意义。研究主要内容包括，设计嵌入式系统，使之能够完成电源检测、充电管理，解决嵌入式系统与组态王进行通讯。成果形式最终完成相关图纸绘制及实验电路搭建，软硬件调试。

 

关键词：户外电源，组态王，远程监测系统

 

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摘要

Abstract

第一章 绪论-1

1.1 课题研究背景与意义-1

1.2 目前发展现状与趋势-1

1.2.1国内发展现状与趋势-1

1.2.2 国外发展现状与趋势-2

1.2.3研究开发的内容、技术关键和主要创新点-2

第二章 户外电源监测系统设计方案-3

2.1 户外电源系统设计-3

2.1.1 蓄电池系统-3

2.1.2 蓄电池剩余电量计算方法-3

2.1.3 剩余电量检测方案选择-4

2.2电量检测系统模块硬件设计-5

2.2.1 系统主电路图-5

2.2.2 AT89C52芯片-6

2.2.3 A/D转换-7

2.3 电量检测系统软件设计-8

2.3.1 主程序流程图-8

2.3.2 子程序设计-9

2.4 Proteus仿真-10

2.5 运行效果-11

第三章 电源监测系统通讯设计-13

3.1 无线通讯简介-13

3.2 基于单片机的Modbus通讯协议-13

3.3 数据串口通讯-13

3.3.1 初始化程序-13

3.3.2 串口波特率调整程序-14

3.3.3 串口通讯部分程序分析-15

3.4 器件选型-16

3.4.1 4G DTU简介-16

3.4.2 USR DTU-G870简介-16

3.4.3 USR-G780 基本通信-18

第四章 户外电源监测的组态控制-21

4.1组态王软件简介-21

4.2组态画面设计-21

4.2.1建立工程-21

4.2.2 创建组态画面-23

4.2.3组态王中变量的定义-25

4.2.4 组态王中I/O设备与虚拟串口-26

4.2.5实时曲线与历史曲线-28

第五章 系统调试过程与调试结果-32

5.1 调试过程-32

5.2调试结果分析-35

5.3 调试过程中遇到的问题与解决方法-38

第六章 户外电源遥测系统设计的意义与价值-39

6.1 户外电源遥测系统设计分析-39

6.2 户外电源遥测系统数据传输分析-39

6.3 户外电源系统对环境影响分析-39

第七章 总结-40

参考文献-41

致 谢-42