基于DLMS/COSEM的远程抄表系统研制

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自动抄表(AMR)是指采用现代电子技术自动读取和处理电能表计数据。发展电能自动抄表技术是提高用电管理水平的需要,也是适应网络和计算机技术迅速发展的必然趋势。虽然自动抄表技术在近几年得到长足的发展,但同时也暴露出许多问题,比如抄表成功率低、通信协议繁多不统一、低安全性等。针对已有自动抄表系统存在的问题,本文提出一种采用GPRS无线网络作为通信信道、以DLMS/COSEM为通信协议的远程抄表系统的设计方案。本文给出了系统结构框架及硬件构成,完成了基于.NET和SQL Server为开发平台的自动抄表系统管理中心软件的设计,并对软件设计中DLMS/COSEM通信规约在抄表通信中的实现问题作了详细介绍。上行通信信道采用GPRS无线网络,使得数据抄收准确快捷,性能可靠;下行通信信道采用低压电力载波,可利用已有的电力线路,大大节省投资;后台数据库采用功能强大的SQL Server数据库管理系统,可以提供大规模、多用户的高性能服务。DLMS/COSEM通信协议的采用统一了电能表数据标识,也统一了抄表系统本地和远方通信协议,既提高了远方计算机设备、本地设备与电能表之间的互操作性,也提高了不同厂家之间的兼容性。全文共分为六章。第一章介绍了远程抄表系统的发展、常用通信规约,指出了本文研究背景、项目来源及主要工作。第二章阐述了基于DLMS/COSEM的远程抄表系统的构成及工作原理,分别介绍了系统结构框架及通信信道的选择。第三章研究了基于DLMS/COSEM的远程抄表系统管理软件的设计,包括开发工具及数据库的选择、管理软件的功能及性能要求、数据库的管理等。第四章详细解析了DLMS/COSEM通信协议,讨论了该协议在远程抄表中的应用。第五章从系统软件的可测试性、可扩展性、安全性三方面来论述了系统软件的可靠性设计。结论部分总结本文的工作及创新点,提出了系统设计的后续工作,并指出了远程抄表系统的发展方向。
摘要第5-6页
Abstract第6页
第1章 绪论第9-14页
    1.1 远程自动抄表系统的现状第9-10页
    1.2 远程自动抄表系统的常用通信规约第10-12页
    1.3 项目的研究背景与项目来源第12页
    1.4 本文的主要内容第12-14页
第2章 基于 DLMS/COSEM 的远程抄表系统构成第14-24页
    2.1 系统结构框架第14-16页
    2.2 系统的工作流程第16页
    2.3 系统的硬件构成第16-19页
        2.3.1 集中器第16-17页
        2.3.2 采集器第17页
        2.3.3 载波芯片第17-18页
        2.3.4 多功能电能表第18-19页
    2.4 系统通信信道的选择第19-24页
        2.4.1 上行通信信道——GPRS第19-22页
        2.4.2 下行通信信道——低压电力线载波第22-24页
第3章 远程抄表系统的管理软件设计第24-48页
    3.1 管理软件开发工具第24-28页
        3.1.1 开发平台.NET第24-26页
        3.1.2 数据库工具SQL Server第26-28页
    3.2 系统管理软件的功能设计第28-29页
        3.2.1 管理软件的功能第28-29页
        3.2.2 管理软件的性能第29页
    3.3 管理软件设计第29-48页
        3.3.1 管理软件结构设计第29-30页
        3.3.2 系统管理软件设计第30-33页
        3.3.3 系统的抄表管理软件设计第33-39页
        3.3.4 系统的数据库管理第39-42页
        3.3.5 系统的查询、报表生成与帮助功能设计第42-43页
        3.3.6 面向对象编程(OOP)的管理系统软件设计技术第43-48页
第4章 系统的通信软件设计第48-62页
    4.1 DLMS/COSEM 通信协议第48-56页
        4.1.1 DLMS/COSEM 概述第48页
        4.1.2 DLMS/COSEM 结构第48-50页
        4.1.3 DLMS/COSEM 协议帧格式第50-56页
    4.2 基于DLMS/COSEM 的远程抄表软件设计第56-62页
        4.2.1 COSEM 对象建立第56-58页
        4.2.2 安全级别设置第58-59页
        4.2.3 远程抄表系统的通信实现第59-62页
第5章 系统管理软件的可靠性设计第62-67页
    5.1 系统软件的可测试性设计第62-63页
    5.2 系统软件的可扩展性设计第63页
    5.3 系统软件的安全性设计第63-64页
    5.4 系统的可靠性设计第64-67页
结论第67-70页
参考文献第70-73页
附录A 硕士学位期间的论文与研究项目第73-74页
致谢第74页
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