配電室智能監控系統的設計與實現姓名：***學號：***研究背景配電室作為電力供應系統中的重要組成元素，擔負著電能的降壓與輸送的重任，傳統的配電室管理方法與手段主要是依靠人工定時對電力儀表進行檢查并形成報表，其工作效率低下，無法適應迅速發展的供電規模與居民的用電需求。如何利用信息技術與網絡傳輸技術對配電室電力設備的運轉狀態進行遠程實時監控，提高配電室管理的信息化水平，增強居民用電的質量管理，是當前電力系統部門以及其他經濟部門的發展方向之一。研究內容對配電室智能監控系統設計與開發過程中涉及到的相關基礎理論與技術進行了概要介紹詳細介紹了配電室智能監控系統的需求分析、應用范圍、經濟效益以及技術可行性對配電室智能監控系統的設計過程進行了詳細闡述，包括系統的設計原則、總體框架設計、功能子模塊設計以及數據庫設計分析了配電室智能監控系統的實現過程，包括開發環境簡介、功能子模塊的詳細實現流程等相關技術與理論軟件項目生命周期定義階段開發階段運行維護階段軟件項目開發模型瀑布模型迭代模型螺旋模型敏捷開發模型相關技術與理論以太網通信理論與技術以太網（Ethernet）是當前應用最為廣泛的一種局域網技術，其基礎為CSMA/CD（帶沖突檢測的載波監聽多路訪問，CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect）機制。以太網組網方式包括總線型以太網星形以太網，前者主要應用于規模較小的內部網絡中，后者對應的網絡規模相對較大，其核心網絡通信硬件設備包括集線器（Hub）與交換機（Switch），線路連接與數據傳輸介質常采用雙絞線。相關技術與理論UML建模技術UML（UnifiedModelingLanguage，標準建模語言）屬于面向對象（ObjectOriented）建模技術，UML提供了一整套標記與定義實現了面向對象的軟件系統描述與建模過程與方法，極大地提高了軟件項目開發的工作效率。相關技術與理論.NET開發技術.NET是微軟公司（Microsoft）提供的新一代計算機應用程序開發框架與平臺，可以支持單機桌面型應用程序、Web應用程序的開發，為開發人員提供圖形化的開發編輯、編譯環境，同時還支持應用程序的安裝與部署，大大簡化了Internet環境下應用程序的開發難度，提高了開發效率。系統需求分析系統功能與特點實現對電力系統設備檢測數據的自動采集，具有較高的智能性。采用以太網實現檢測數據的傳輸。采用多線程網絡通信技術實現系統管理功能，對部署分散的配電室進行有效管理。通過設置監測數據閾值，并設計合理的數據通信協議實現配電室故障的自動報警、定位功能。系統需求分析系統整體結構分析系統需求分析系統需要實現的功能系統管理功能基礎數據管理視頻監控開關柜測溫溫度濕度監控空調設備檢測積水檢測監控數據綜合分析

系統需求分析系統功能模塊分析硬件部署模塊：對配電室的電力基礎設備及監控傳感器設施進行安裝、部署與配置。現場監控模塊：對傳感器的安裝、部署與配置并實現對這些設備的統一管理，傳感器主要包括電壓互感器、電流互感器、溫度傳感器、電壓比較器等設備。網絡通訊模塊：實現配電室智能監控系統監控端與服務器端之間的數據通信功能，包括TCP/IP協議棧的實現、數據的發送與接收等方面。系統管理模塊：包括監控端管理模塊、客戶端以及數據庫操作模塊，監控端管理模塊負責電力系統基礎設施監控、管理數據的收發；客戶端模塊負責處理管理員的管理操作請求；服務器操作模塊負責對系統中的數據庫進行操作。系統設計總體功能框架設計系統設計硬件部署模塊包括電力基礎設備以及對應的傳感器設備，其中電力基礎設備又可以分為高壓配電室（6kV——10kV）中安裝部署的變壓器、計量柜、直流屏、電容柜、手車柜以及高壓側元件等電力部件，低壓配電室安裝部署的聯絡斷路器、進線/出線斷路器、母線以及其他低壓元件，包括變頻器、軟啟動器、接觸器、保護設備、電流互感器以及各種型號的儀表等。

系統設計現場監控模塊現場監控模塊的作用包括兩個方面，分別是從傳感器中獲取電力設備的運轉狀態以及將電力設備運轉狀態發送至網絡通信模塊，并由后者負責將數據通過以太網基礎設施發送給系統管理模塊進行處理。系統設計網絡通信模塊網絡通信模塊主要包括以太網接口芯片、RJ45網絡接頭以及集線器等網絡設備，系統中的以太網接口芯片采用了RTL8019AS芯片。通過將RTL8019AS芯片與PIC18F458單片機使用串口進行互聯，可以實現PIC18F458單片機以及RTL8019AS芯片之間的電力設備監控數據的網絡數據包傳輸。RTL8019AS芯片還負責將從PIC18F458單片機接收到的監控數據經由RJ45網絡接頭和集線器通過以太網發送給系統管理模塊，并將從系統管理模塊發送來的電力配置信息與反饋數據經過串口發送給PIC18F458單片機。

系統掩設計系統裁管理話模塊服務為器模廚塊作本為系酒統管殊理模棚塊的輔核心齊，其趙提供老的功撞能包威括與故網絡妨通信稅模塊辜進行夏通信吊、對添后臺煩數據婚庫進給行操態作以江及與識管理委人員季通過跑客戶舌端模杜塊進嘴行系晚統的芝管理桌等方漢面。系統冬設計現場瞇監控電壓/電流廟有效受值的何計算功率悶計算其他即監控瞎數據固：直犁接從論傳感甘器或棋其他斬設備駁中獲逐取（溫修度、拌濕度云、空赴調設映備……）系統農設計網絡惡通信運輸裕層協撒議：UD立P協議無線扒通信互芯片舞：RT符L8底01襯9A驚S芯片實現甩方法李：在PI藍C1辦8F腸45劍8單片畫機中彩實現UD疊P、IP、IC恥MP協議烏，將串數據洲通過RT江L8岸01在9A唱S發送系統夠設計系統香管理整體槳架構處：C/教S數據高庫操躍作處館理網絡減通信贏（So丘ck凝et）系統歌設計數據挽庫設供計監控中信息垃表（De仗v_迫in翠fo）故障狗告警活信息紀表（Al志ar抽m_灑in間fo）配電缸室信海息表怒（SR羽_i隱nf弄o）系統布管理糠員信崇息表善（Ad憶mi攝n_女in冷fo）系統男實現開發瞧環境開發廉工具妥：Vi懂su粱al緞S屢tu哨di理o染20嫩05開發多語言舉：C#語言固、C語言后臺臘數據陜庫系笛統：Mi僅cr土os梳of講t近SQ紙L剪Se史rv葡er侄2創00首0系統拿實現開發浴目標基于.N垂et技術憐、以睡及以擺太網摟通信黑技術迷、嵌四入式車開發賀技術恢，使治用C#和C語言維為開祥發環罰境，玩在VS寫20杏05平臺里上編我程實挎現一哥套配爽電室拿電力企系統涼設備拋分布競式監跨控系省統。系統陡實現用戶冶登錄系統穿實現系統荷管理系統餡管理岸功能釋主要吵包括嗽用戶交權限耐管理毅、單古位管換理、混角色勢管理肅以及利數據櫻分析僵參數田管理系統神實現系統豆管理澤運行暑界面系統舅實現參數斤管理對系學統中難的監本控數槳據標剖準參餡數進摔行增陽刪改蠟等管思理操京作，朽供系耍統數爹據管英理模雄塊引諸用，患是系慚統變沉量值蹤蝶維護社的重譯要保牧障，喊為系鞭統的址數據溫分析殃與處彎理增饅加了柴靈活蹄性。參數擔管理看通過趙為系敏統的吉參數禿體系兵中設首置最偵大濕嫌度、勾最小停濕度陰、設堪備溫椅度保裳護、柿負責彈安全屢運行兩時間臣、停碧機時劑間、綱電壓肆、網類絡類俱型等杏參數床標準厚，為渾系統袍的監蛾控數桶據分佛析和胸異常熄信息擦檢測笛提供廟比較你標準險。系統拼實現參數惑管理偵運行搏界面系統拳實現配電穿柜溫矛度檢肅測通過飽在配待電柜卻發熱猾部位澡安裝藝有源獅無線輛溫度買檢測合設備蜜，并奔同網腎絡將把檢測丹數據饑傳遞淘到控織制服秧務器祝進行殿檢測撒與分芬析，巨當發犬現檢導測數輛據中變存在彼異常部情況冷時自萄動進垃行報儲警并尿啟動更空調欠設備冶進行椒降溫系統塌實現配電豆柜溫牽度檢塊測系統拋實現配電都室環桌境溫卷度/濕度灰檢測在配欠電室血內部偽安裝鉗了溫太度和銹濕度犧檢測物傳感憑設備靈對溫益度濕蔬度進戲行檢啞測，課并通哄過無易線通構信網恐絡將淺檢測賀數據紐奉發送邀到控端制服憂務器秤端進施行分屬析與壤處理系統拔實現配電累室環愈境溫協度/濕度幕檢測系統儲實現空調肢設備盼監控配電天室中俗使用鬧的空音調設嗓備的召入口腹電壓漫采用怠單相22為0V供電咸，所碧以通塞過對些空調敢設備因的入棚口電村壓以色及入物口電被流進渡行實就時監圾控可篩以對稈空調晴設備狂的運瘋轉狀廈態進恨行監哪控，帳當發趁生異爐常情燃況時跌可以轟及時偷檢測閉并發漁出異聽常報管警信欲息系統殼實現空調長設備錢監控系統甩實現監控直數據聲綜合籠分析本系厘統中社需要匹對多傅種類害型的路硬件戀設備泛進行并統一拴化的唇管理喂，包向括配撇電室檢環境塌溫度吩、濕晃度檢標測傳梳感設棒備、遇空調梅設備感電壓達和電赴流采專集硬包件設侄備、攔空調蜘設備美、積造水檢釘測傳恰感設閘備以榨及水融泵硬轟件設串備等救。數據謊采集宏周期機固定飼為10分鐘昏采集育一次駝，并霸通過撐無線冶通信吳網絡皮發送現至控斗制服系務器犯端進壯行數騰據解儉析和便分析充（閾鞠值比亞較法筑），滑即通循過將辱采集休數據迷和預美定指奇標數恐據進仁行比頸較，結如果箏發現倦異常該則啟脂動聯星動報物警功謎能，奔并將強異常肉信息丹記錄躍在系俯統的廊運行舉日志貝文件雪中。否則李直接倚將解夫析后齡的數器據存胡入后愉臺數摸據庫鋼。在遮系統初運行艦的不酸同時荒間段導中，譜系統周將監犯控數戲據的呼時間午戳、尖類型停、數侍值進沖行統短計分鎮析，褲實現吊對配裳電室壇運行馳狀態首的實府時監霧控。系統筐實現監控孕數據闊綜合灑分析杜實現位流程系統爸實現監控脖數據峰綜合浩分析系統淹實現數據淡庫操脊作數據慕庫操浸作包胸括數掘據庫宵的創尊建、宅數據饑表的根創建德、數都據表持的插喇入、慰查詢鳥、修趁改等匯。實現弱過程喪：首機先組罷織數節據庫框操作費對應索的SQ責L語句合，隨知后調違用C#類庫窮中提烈供的蜂數據甘庫操邀作類遷接口柳即可鞠實現狂數據貸庫的彼操作系統兇測試測試約環境服務笛器操嚷作系憐統：Wi紗nd釀ow推s旅Se遺rv淚er到2濱00途3客戶認端操扛作系門統：Wi棄nd備ow建s澆7網絡稱環境船：In哲te早rn嫩et梅1糧00口Mb系統良測試測試深內容功能難測試茫：主常要按凱照系稻統功框能時補行劃纏分，宮包括獸系統飽管理歇（用忘戶管原理、熟角色催管理奴、單忽位管辭理、宣功能奸管理總），薯基礎泄數據肅管理福（參族數管闊理、絨設備反管理風、傳護感器日管理夜、視歇頻設叛備管漢理）錄、溫流濕度儀監測鹿、空客調監附測、肺配電國柜溫瞞度監挽測、兩綜合笑分析嘗等。業務父流程蜘測試新：模吵擬實虹際業鴿務流雨程并吼按要住求準張備測寇試數兩據按薄照測諷試方糠案進郊行流膨程驗扯證。系統撤測試測試膽內容性能研測試室：驗興證是員否按詢照要找求的作性能旅指標貿是實洪現相嘉關功題能要榜求，擾主要早是根標據設你計的菠運行樂環境撥下去追對每推個指甘標去初驗證嗎是否劉滿足暗。穩定雀性測欄試：調在常紅用的婚運行灑環境興中去邊對每館個功沫能去敗進行輪驗證級，并和按將子運行聾一定半的時犁間，稼判斷緩系統畜在一鵲定時謹間內舊是否騰運行霧正常溜等。文檔阿測試明：對糊系統滋中涉工及到屠的文屈檔進裁行驗伶證，夕查看蓮文檔犯是否攜符合資規范吐、是迎否達斧到要棚求。用戶帝界面柴測試紅：檢泳驗系坦統的魄界面頭是否奪美觀繼大方瀉，是鑒否具濕有可趣操作凳性、財是否辮具有念人性項化、脫顏色階搭配猾是否氏合理館等。系統顯測試測試蠻結果工作鼓總結首先坡介紹捷了系師統設樓計與剪開發合過程乓中涉獵及到連的基韻礎理結論知錦識與尊相關緒技術賞，包強括軟掌件工俊程的撥相關圍理論迷、以奶太網妻通信袋、UM灰L建模睜技術響、.N遇ET開發創技術漠、UD事P通信某技術番以及球中間或件技報術等毛方面轟。其次族，詳撇細介退紹了獻配電隱室智喂能監前控系近統的壩框架夾結構亭、需煉求分我析、佛應用叫范圍伐分析百、經娃濟可炎行性巨以及電技術虎可行佛性；滿并基斜于以稿上工賊作，煤詳細糟介紹倦了系把統的藥設計搜過程俊，包慢括系姓統的通整體壯架構索設計孝、各成功能歉模塊券的詳爺細設震計以硬及數場據庫喚設計爹等。最后泥采用慣嵌入句式開型發技院術和.N卸ET開發膚技術嘩使用C語言殺和C#語言單完整稠實現怨了配斥電室陳智能內監控蓋系統足，并乖給出透了系初統部鏟分功浙能的尾測試保結果眨。展望(1犯)在未蒸來的赴工作企中應聰該逐狗步加靜強配灰電室鄰監控歸終端怒的部汽分功喊能，釀增加身監控屬數據鵲的類波型以輕及可姥適用帳的硬趨件設就備類邪型等牽，提眉高系習統的辯應用達范圍寄；(2謹)在監采控數峽據有央效值決的計叮算方筒面，鐵項目簡