电力开关柜无线数据采集系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

1.1 研究背景

开关柜是一种电监控控制设备，随着改革开放的步伐现代中国经济快速发展，人们的日常生活都离不开电这就需要在巨大的城市电网中安插数量众多的开关柜。早期开关柜的安全防范都由人定期巡查来解决。这就导致了不能及时地发现问题，就算发现了问题也不能及时地处理问题，为开关柜的日常使用带来了问题。

由于网络技术、单片机技术、工业自动化控制和计算机技术等方面的快速发展，智能系统得到了极大的提升。电力开关柜也得到了发展，变得更加智能。智能监控终端分为环境监控模块、设备检测模块、安防检测模块、智能联动处置设备。这使得智能电力开关柜的操作人员提高故障检修和维护的效率，降低维护成本，减少人员工作量。

2. 研究内容与预期目标

2.1 主要研究内容

1.烟雾探测系统的搭建；

2.所需各个元器件的功能；

3. 研究方法与步骤

3.1 研究方法

烟雾探测模块是系统的信号采集模块，主要负责火灾烟雾信号的采集并且将采集到的信号发送至远程服务器模块。来通知相关的工作人员，保障电力开关柜的日程运行使用。实现了电力开关柜的无线数据采集。

方案选择：

3.1.1烟雾探测器的选择

当电力开关柜发生火灾时会产生烟雾，基于这一事实，本模块中选用了烟雾传感器监测电力开关柜起火时的烟雾信号。由于市面上的烟雾传感器大多数为独立式报警器，即该报警器单独工作并且不能外接控制其他设备。所以在烟雾传感器的选型上，相比传统的烟雾传感器选取了带有移报功能的烟雾传感器，使得采集的火灾信号可外接出来

3.1.2模块控制器的选择

STM32单片机具有运算速度快、功耗低、性能强大等优点，故选用STM32单片机作为本模块的控制器，实现收集烟雾传感器采集的烟雾信号，并控制通信模块发送报警短信至远程服务模块。

3.1.3系统通信方案的选择

电力开关柜在日常使用当中工作人员有时候离开关柜比较远，要想及时的通知工作人员就需要长距离的无线通信。拟采用的通信方式为GSM或GPRS。

表1 GSM/GPRS性能比较

综上所述，通过比较各种移动通信网络中数据传输性能的好坏，可以清晰地看到：

GSM网络技术发展的十分成熟，并且已经得到广泛的使用，在我国的各个省、市、地区已经全面覆盖了GSM网络，GSM网络的广泛覆盖将会推动其进一步的应用与发展。传统的数据传输网络由于成本高，性能低，维护费用高等问题而受到应用上的限制，SMS克服了传统网络的特点，其稳定可靠的双向数据传输功能为数据的远距离传输和对象的远距离监控提供了一个优良的应用平台。

3.1.4短信收发功能的选择由于采用SMS实现系统的无线通信功能，在一般的项目中实现短信收发功能的方法有3钟：

（1）向中国移动、中国联通或者中国电信运营商申请短信网关，利用运营商提供的收发短信的API实现，此方法无需额外提高设备，但是需要申请网关费用比较高；

（2）借助GSM MODEM设备，通过串口数据连接电脑实现短信的收发，该方法需要使用串口通信和AT指令；

（3）通过第三方网站实现，由网站代发，代收短信，此方法比较依赖于网站，并且对网络条件的需求也比较高，费用较高。

由此看出，方法（1）和方法（3）虽然不需要额外提供设备，但是费用较高，更适合公司，而方法（2）仅仅需要使用GSM MODEM即可实现短信收发，比较适合个人。因此选择方法（2）来实现远程服务器模块的短息收发。

3.2 研究步骤

1.搜集相关资料，阅读参考文献，确定论文的详细实施方案，确定每个模块的具体内容；

2.确定系统软硬件的设计方案，完成器件的选型；购买烟雾传感器以及集成STM32单片机的GSM模块，研究硬件的使用方法；

3.进行硬件电路的设计，绘制电路原理图；

4.编写相关的系统控制程序，测试短信的收发功能，确定报警短信的格式；

5.结合硬件电路对软件程序进行调式与仿真；

4. 参考文献

[1]童锐. 基于s3c2440的远程视频监控系统及烟雾探测系统的设计[d].成都理工大学,2012.

[2]卢博欣. 基于b/s架构的无线火灾监控报警系统的设计与实现[d].东华大学,2016.

[3]顾勤冬. 基于无线传感器网络的火灾监测系统研制[d].合肥工业大学,2009.

5. 工作计划

（1）2月25日-3月01日收集资料，熟悉基本知识，掌握毕设基本设计原理。

（2）3月11日-3月20日：把握整体方案，深入研究设计原理，撰写开题报告。

（3）3月21日-4月30日：巩固设计方案，开展各个功能模块具体设计，完成毕设初步设计。