毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
目前，互联网技术高速发展，已经深入到千家万户、各行各业，而大学是互联网技术的研究、推广、应用的前沿阵地之一。而今，校园数字化已经成为包括中国在内的世界各国高校改革与发展的共同趋势。数字化校园建设虽然取得了一定的发展，但一些地方依旧需要建设完善。就本校而言，校园一卡通功能使就餐、购物、借书等便捷了不少，但不能自助缴纳电费，还需人工进行缴费。这样带来了许多不便，如不在工作时间因欠费断电无法得到及时处理。
校园预付费电能计量管理系统是一套复杂的系统，其包括硬件系统设计和软件系统设计，其目的是促进校园数字化、方便学校管理、便捷学生缴费。这个系统将采用基于校园网络的实时通信与数据采集技术，再结合后台大型分布式数据库构成。
采用实时通信与数据采集技术，可使宿舍的计量、检测全面自动化，自动采集、瞬时监控、故障报警、电能监视；对整个学校用电系统进行监控，清楚地显示每一用电节点的参数，分析整个用电系统的的工作状况，提供学校电能消耗总体状况，为学校用电管理提供科学依据；以人性化的友好、简洁的图形界面显示实时电能数据，创建历史记录曲线图、报警的画面，方便学校管理与维护。通过对采集的数据进行分析处理，提供警报功能，可以对用电系统某一子系统损坏提供及时维修工作，保证系统安全稳定地运行；还可以对学生在宿舍使用违章电器进行有效的查处，保证宿舍安全及线路运行稳定。
系统可以细分成底层数据采集系统、监控与管理系统、网络系统，电能计量管理系统建立在数据采集系统的基础上，底层现场数字仪表将电能参数通过RS-485总线送到电能采集站，电能采集站通过校园网络将数据送到服务器，由实时数据库将电能参数采集，保存到实时数据库中，在由监控与管理系统对数据进行分析、处理、备份，信息集成及发布。
底层现场数字仪表可使用自动化抄表系统，这种系统可大致分成3类：储值卡（TM卡、IC卡或射频卡）智能仪表抄表系统、无线电抄表系统、远传智能仪表有线联网抄表系统。在实际应用中，大多采用远传有线联网自动抄表系统，因为这种系统自动化程度较高，能将数据集中上传到服务器，进行数据分析、处理等。
电表内有铝转盘，铝盘受电涡流和磁场的作用下旋转。实际使用时采用光电传感器记录铝盘的转数。通常在旋转的光亮铝盘上局部涂黑, 再配以反射式光电发射/接收对管(也可在铝盘上加工一狭缝隙或小孔, 用透射式光电发射接收对管), 当铝盘旋转时, 在局部涂黑处便产生脉冲, 这样可将铝盘的转数采样转换为相应的脉冲数, 并经光电耦合隔离电路, 送至单片机的INTI进行计数处理。这样便构成了电表数据采集器的设计。数据采集器采用USP供电，即: 配备后备可充电池, 正常使用中由交流220V 供电, 并对电池进行涓流充电。一旦交流供电出现问题, 后备电池立刻切换为系统供电, 在一定时间内确保系统正常工作。系统设计有串行实时钟为CPU 提供日期和时间, 为各个用户仪表的数据处理与故障检测提供时间参数。每个宿舍使用这样的电表数据采集器记录用电量，然后通过RS-485总线将记录下来的数据传输到集中控制器。每栋宿舍楼安装一个集中控制器，用于收集本栋宿舍楼的每间宿舍的电表数据，形成电能采集站。
RS-485总线是集散控制系统中常用的联网通信方式。RS-485以其数据传输稳定, 可靠性高、传送距离远、速度快、抗干扰能力强等优点在工业生产中得到广泛应用。RS485总线收发器采用平衡发送和差分接收, 即在发送端, 驱动器将TTL电平信号转换成差分信号输出；在接收端, 接收器将差分信号变成TTL电平, 因此具有抑制共模干扰的能力, 加上接收器具有高灵敏度, 能检测低至200 mV 的电压, 故数据传输可达千米以外。RS-485总线采用二线方式（即一对双绞线即可）, 为保持总线平衡传输、需要在传输线两端并接一个电阻。
除了采用RS-485总线进行数据采集器设计外，还可以运用CAN现场总线进行设计。现场总线技术是未来工业自动化和控制领域的发展方向，CAN现场总线是国内发展最快的现场总线之一，而且CAN总线相比其它的数据通信方式具有突出的可靠性、实时性和灵活性。
另外，在数据采集器设计上，可采用开源的TCP/IP协议栈uIP，在应用层添加HTTP协议，嵌入Web服务器，可通过浏览器远程浏览和监控现场的数据，实现设备的网络化和远程监控。
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