張星

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

文摘：隨著電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，電能遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)也有了很大的發(fā)展，其發(fā)展與應(yīng)用對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有著重大的意義。本論文以MQTT服務(wù)器為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一套能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控用戶終端電壓、電流、功率、總電能、功率因數(shù)和功率因數(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

信息由因特網(wǎng)和MQTT服務(wù)器傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控端，遠(yuǎn)程監(jiān)控端可以實(shí)時(shí)顯示有關(guān)的參數(shù)，并通過(guò)MQTT服務(wù)器對(duì)相關(guān)的電力參數(shù)進(jìn)行分析處理。試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可擴(kuò)展性好，成本低廉。

關(guān)鍵字：STM32；電力監(jiān)測(cè)；MQTT。

0引言

伴隨著電子信息技術(shù)和因特網(wǎng)的快速發(fā)展，設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控在我們生活中得到了廣泛的應(yīng)用，它讓我們的生活變得更加快捷、便利。電力是人們生活中不可缺少的重要能源，其安全運(yùn)行事關(guān)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面，但是，三相交流系統(tǒng)中設(shè)備的非線性、非對(duì)稱性較大，各種故障都會(huì)影響電網(wǎng)質(zhì)量。因此需要隨時(shí)掌握電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)的各項(xiàng)參數(shù)，并且能及時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控端，以便有關(guān)人員觀察和分析。

1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要由電能采集終端、網(wǎng)關(guān)設(shè)備和遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。終端電能數(shù)據(jù)由電能計(jì)量傳感器獲取，經(jīng)過(guò)單片機(jī)STM32處理后，以CAN總線方式傳送至網(wǎng)關(guān)設(shè)備，再通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)和MQTT服務(wù)器向遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)等操作。( 見(jiàn)圖 1)。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2硬件設(shè)計(jì)

第一部分采用STM32F103C8T6單片機(jī)作為主控芯片，以便于測(cè)量，使得測(cè)量更加方便可靠，降低成本。此芯片系統(tǒng)功耗低，具有CAN總線接口，便于各遠(yuǎn)程監(jiān)控終端、網(wǎng)關(guān)設(shè)備進(jìn)行通信，并具有5路USART接口，可方便地與Wifi模塊及電能計(jì)量傳感器進(jìn)行通信。

(二)傳感器模塊本系統(tǒng)采用IM1253B單相直流模塊，可對(duì)45~65Hz交流電壓、電流、功率因數(shù)、功率、電能等進(jìn)行測(cè)量。

資料，便可通過(guò)串口方式與其他單片機(jī)進(jìn)行通信。

3?MQTT服務(wù)器

MQTT是一種廣泛應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，MQTT協(xié)議要求MQTT的代理。本方案利用開(kāi)放源碼的MQTT組件在阿里云服務(wù)器上構(gòu)建MQTT服務(wù)器，具體的搭建過(guò)程可參考相關(guān)文檔。MQTT服務(wù)器搭建完成后，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)之間就可以進(jìn)行信息交互。

4遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)

遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)采用C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)平臺(tái)為visualstudio2010。官方提供了與MQTT服務(wù)器的動(dòng)態(tài)庫(kù)，包括服務(wù)器連接、數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收函數(shù)。監(jiān)控平臺(tái)接收的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)顯示并存儲(chǔ)在本地?cái)?shù)據(jù)服務(wù)器中，便于后續(xù)分析和處理。當(dāng)系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，MicrosoftSQLServer2008。

5安科瑞AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺(tái)

5.1 系統(tǒng)方案

該系統(tǒng)采用B/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要包括前端管理網(wǎng)站和后臺(tái)收集服務(wù)，配合DDSY1352、DTSY1352系列和DTSY1352系列，實(shí)現(xiàn)電能測(cè)量、電費(fèi)管理等功能。此外，還可以選擇遠(yuǎn)程閥控水表，形成水電一體化預(yù)付系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)先付后付的目的。剩余水自動(dòng)關(guān)閉。

5.2 系統(tǒng)功能

AcrelCloud-3200預(yù)付水電云平臺(tái)由云平臺(tái)-網(wǎng)關(guān)-預(yù)付電能表組成，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)充值、查詢、監(jiān)控、控制和短信報(bào)警。

該系統(tǒng)適用于一些大型集團(tuán)和大型物業(yè)，往往需要分散多個(gè)物業(yè)環(huán)境的集中收費(fèi)和管理，面臨復(fù)雜的需求，如數(shù)據(jù)公共網(wǎng)絡(luò)傳輸、財(cái)務(wù)運(yùn)營(yíng)分散、在線支付、總部財(cái)務(wù)扎口等。

遠(yuǎn)程集中抄表：抄表信息通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)上傳到云平臺(tái)，快速便捷，免去人工抄表 。

水表預(yù)付費(fèi):可是查看某區(qū)域水表的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，并可以進(jìn)行單表或批量設(shè)置水價(jià)控閥等操作。

遠(yuǎn)程售電:財(cái)務(wù)集中管理，電量實(shí)時(shí)下發(fā)，并比對(duì)充值次數(shù)，方便快捷。

6結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)利用MQTT服務(wù)器作為數(shù)據(jù)中心，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電能數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，并可在遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)上進(jìn)行顯示與存儲(chǔ)，在電力系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化建設(shè)中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
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作者簡(jiǎn)介：

張星. 女. 現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事智慧消防平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。