基于STM32的遠程預付費電能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與應用

時間：2022/2/7閱讀：845

摘要：隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電能的遠程監(jiān)測也得到了迅速的發(fā)展,，它的發(fā)展和應用,，對電力系統(tǒng)的安全運行具有重要的意義,。本文設(shè)計一種基于MQTT服務器的遠程電能監(jiān)測系統(tǒng),，該系統(tǒng)能對用戶終端的電壓,、電流,、功率、總電能及功率因數(shù)等相關(guān)參數(shù)進行監(jiān)測,，通過互聯(lián)網(wǎng)和MQTT服務器將信息傳送到遠程端,，遠程端能實時顯示相關(guān)參數(shù)并存儲，可供后續(xù)對相關(guān)電能參數(shù)進行分析和處理,。通過實驗表明,，本系統(tǒng)具有運行穩(wěn)定性高、易擴展,、成本低等優(yōu)點,。

關(guān)鍵詞: STM32；電能監(jiān)測,；MQTT

0引言

隨著電子信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,，對設(shè)備的遠程在我們生活中應用非常廣泛，它使我們生活更加快捷,、方便。電能是我們生活*的重要能源,，電網(wǎng)的安全運行關(guān)系到國民生產(chǎn)的方方面面,，然而三相交流系統(tǒng)中存在大量的非線性和不對稱性設(shè)備，以及各種故障會影響電網(wǎng)質(zhì)量,，所以需要時刻掌握了解電網(wǎng)的運行的狀況,，對電網(wǎng)的各種參數(shù)進行實時監(jiān)測，并能夠及時地將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳遞至遠程端,，供相關(guān)人員觀測和分析,。

1 系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)主要由電能采集終端、網(wǎng)關(guān)設(shè)備和遠程平臺構(gòu)成,，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,。系統(tǒng)通過電能計量傳感器獲得終端電能數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機STM32處理后通過CAN總線的方式傳傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)設(shè)備,，然后將數(shù)據(jù)通過Internet網(wǎng)絡和MQTT服務器發(fā)送到遠程平臺,，然后將數(shù)據(jù)進行顯示、存儲等,。( 見圖 1),。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2硬件設(shè)計

(一)主控模塊為了使測量方便可靠、降低成本,，本系統(tǒng)使用STM32F103C8T6單片機作為主控制芯片,。該芯片系統(tǒng)功耗低，具有CAN總線接口,，方便各個遠程終端,、網(wǎng)關(guān)設(shè)備進行通訊,，同時有5路USART接口，能方便與Wifi模塊以及電能計量傳感器進行通信,。

(二) 傳感器模塊本系統(tǒng)采用的電能計量傳感器模塊是深圳市艾銳達公司的IM1253B 單相交直流模塊,，該模塊可以測量45~65Hz 的交流電壓、電流,、功率因數(shù),、功率和電能等數(shù)據(jù)，可通過串口方便與其他單片機進行通訊,。

3 MQTT服務器

MQTT協(xié)議是廣泛應用的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,，使用MQTT協(xié)議需要MQTT的代理。本次設(shè)計使用開源的MQTT組件來在阿里云服務器搭建一個MQTT服務器,，具體搭建過程可以參照相關(guān)文檔,。搭建完MQTT服務器后，遠程終端和遠程平臺的就可以信息交互,。

4遠程平臺

遠程平臺使用C#語言開發(fā),，開發(fā)平臺是visual studio2010。*提供了與 MQTT 服務器的動態(tài)庫,，包括服務器的連接,、數(shù)據(jù)的發(fā)送和數(shù)據(jù)的接收函數(shù)等。平臺接收過來的數(shù)據(jù),，可以一邊實時顯示,，一邊存儲在本地數(shù)據(jù)服務器中，方便后續(xù)的分析和處理,。本系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)庫時Microsoft SQL Server 2008,。

5安科瑞AcrelCloud-3200預付費水電云平臺

5.1 系統(tǒng)方案

系統(tǒng)為B/S架構(gòu)，主要包括前端管理網(wǎng)站和后臺集抄服務,，配合公司的預付費電表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用戶計量箱ADF300L系列,，實現(xiàn)電能計量和電費管理等功能。另外可以選配遠傳閥控水表組成水電一體預付費系統(tǒng),，達到先交費后用水的目的,，剩余水量用完自動關(guān)閥。