一种基于蓝牙通信的电能表数据智能读写装置及方法
基于单片机的蓝牙接口设计及数据传输的实现
基于单片机的蓝牙接口设计及数据传输的实现引言：蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，可以实现不同设备之间的数据传输。
在基于单片机的蓝牙接口设计中，我们可以利用蓝牙模块与单片机进行通信，并通过单片机控制和处理接收到的数据。
这篇文章将介绍基于单片机的蓝牙接口设计的实现方法以及数据传输的实现。
一、基于单片机的蓝牙接口设计1. 硬件准备：我们需要准备一个蓝牙模块和一个单片机。
蓝牙模块可以选择常见的HC-05或HC-06等模块，而单片机可以选择常见的51单片机或者Arduino等开发板。
2.连接蓝牙模块：将蓝牙模块的TXD引脚连接到单片机的RXD引脚，将蓝牙模块的RXD引脚连接到单片机的TXD引脚。
同时，将蓝牙模块的VCC引脚连接到单片机的5V引脚，将蓝牙模块的GND引脚连接到单片机的GND引脚。
3. 编写程序：使用单片机开发环境如Keil或Arduino IDE等，编写程序进行蓝牙模块的初始化和数据的接收与发送。
具体编程方法取决于使用的单片机和蓝牙模块型号。
1.数据的发送与接收：使用单片机程序控制蓝牙模块实现数据的发送与接收。
对于数据的发送，我们可以通过单片机的串口功能将数据发送给蓝牙模块。
对于数据的接收，我们可以编写程序监听蓝牙模块的串口接收中断，并在接收到数据时进行处理。
2.数据的解析与处理：接收到的数据可能是二进制数据或者字符数据，需要进行解析和处理。
对于二进制数据，我们可以使用位运算将其解析为具体的数字或者状态。
对于字符数据，我们可以使用字符串处理函数将其解析为具体的命令或者参数。
3.数据的反馈与应答：接收到的数据可能需要反馈或者应答给发送端。
通过设置相应的单片机输出引脚，我们可以控制相关的外设如LED灯或者继电器进行响应。
同时，我们也可以通过蓝牙模块将数据发送回给发送端，进行进一步的交互或者控制。
三、应用实例基于单片机的蓝牙接口设计可以应用于各种领域，如智能家居、车载设备等。
以智能家居为例，我们可以利用单片机和蓝牙模块控制家中的灯光、温度、浇花等设备。
物联网环境下的智能电能表设计与实现
物联网环境下的智能电能表设计与实现随着物联网技术的快速发展和智能家居的普及，智能电能表成为了现代家庭和企业中不可或缺的一部分。
智能电能表通过与互联网相连接，能够实时监测和记录用电情况，并向用户提供详细的用电数据分析和管理功能。
本文将介绍物联网环境下智能电能表的设计原理和实现方法。
一、智能电能表的设计原理1. 通信技术：智能电能表利用物联网技术实现与互联网的连接。
常见的通信技术包括无线通信和有线通信。
无线通信可以采用Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等技术，有线通信常用的是以太网或者PLC技术。
通过与互联网相连接，智能电能表可以实现远程控制和数据传输。
2. 电能检测技术：智能电能表需要准确测量用户的用电量，常用的检测技术包括电流互感器和电压互感器。
电流互感器用于测量电路中的电流大小，电压互感器用于测量电路中的电压大小。
通过这些传感器采集的数据，智能电能表可以计算出用电量和功率等相关参数。
3. 数据处理和存储技术：智能电能表需要处理采集到的用电数据，并将其存储起来。
通常采用的处理器芯片包括单片机和微处理器，用于实现数据的计算和处理。
存储方面可以选择使用EEPROM、SD卡或者云存储等方式。
数据处理和存储技术的选择与用电数据的多少和安全性需求有关。
4. 用户界面设计：智能电能表需要通过用户界面向用户呈现用电数据和控制功能。
常见的用户界面包括液晶显示屏、按键等。
液晶显示屏可以用于显示实时用电量、费用、功率等信息。
按键则可以用于用户的设置和控制。
二、智能电能表的实现方法1. 硬件设计：通过选择合适的传感器、处理器芯片和存储器，设计出功能完善的智能电能表硬件。
硬件设计需要考虑电路的稳定性、功耗、可靠性和成本等因素，确保智能电能表的长期稳定运行。
2. 软件开发：根据硬件设计的要求，编写控制程序，实现智能电能表的各种功能。
软件开发的关键是要编写准确、高效的代码，同时保证代码的可靠性和安全性。
软件开发过程中需要进行严格的测试和调试，确保智能电能表的功能正常运行。
智能手机蓝牙转红外抄表的应用
智能手机蓝牙转红外抄表的应用作者：黄向华辛滨许刚来源：《数字技术与应用》2012年第02期摘要：目前，在我国的电力、燃气、自来水行业，大部分仍然采用无线远程集抄和手持抄表机的人工抄表模式。
本论文提供一种用于电能表的智能手机蓝牙红外抄表的系统方法，该方法使用现有市面上普通的Android智能手机实现对电能表的抄读和设置。
由于采取通用的智能手机平台，不依赖硬件设备，不需要定制产品，只需要额外加一个蓝牙转串口模块、采用相同的手机操作系统程序代码就可以通用，智能手机平台在编程工具方面都具有很好的扩展性，本方法在功能上扩展性强；智能手机平台在通信通道上有较强的延伸性，能够依靠本特点搭建很好的解决方案，如和主台系统进行数据通信等。
关键词：蓝牙远红外智能手机 Android 抄表中图分类号：TN929.53 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)02-0091-031、引言目前，在我国的电力、燃气、自来水行业，大部分仍然采用无线远程集抄和手持抄表机的人工抄表模式，随着手机设备和通讯技术的不断发展，近几年国内出现了手机抄表系统，一般基于WINCE操作系统，这种手机抄表系统实际上是人工抄表、手工录入到手机中、再通过GPRS上传到主台系统，这种方式实现抄表的系统是纯软件的系统，并没有实现真正意义上的硬件自动抄表。
本研究提供一种用于电能表的智能手机蓝牙红外抄表的系统方法，该方法使用现有市面上普通的智能手机实现对电能表的抄读和设置，消除了必须用专用手抄器设备才能对表计进行抄读和设置的传统观念；同时开发出的手机软件能够在各种相同手机操作系统的手机上使用。
能为电力企业带来最直接的效果降低企业的经营成本，而且方便简洁，不仅从界面美观上，还从易用性方面都大大高于原有的手持掌机。
2、蓝牙通信介绍蓝牙（Bluetooth）是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数字通信的技术标准。
蓝牙通信方法和蓝牙通信装置[发明专利]
![蓝牙通信方法和蓝牙通信装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/525221c0915f804d2a16c17c.png)
专利名称：蓝牙通信方法和蓝牙通信装置专利类型：发明专利
发明人：童伟峰,涂春江,张亮
申请号：CN202010341287.X
申请日：20200427
公开号：CN111629365A
公开日：
20200904
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本公开涉及一种蓝牙通信方法和蓝牙通信装置。
蓝牙通信方法包括：接收首发的第一蓝牙帧；基于第一蓝牙帧确定第一软判决数据；对第一软判决数据进行去白化处理，以得到去白化处理后的第一软判决数据；接收重发的第二蓝牙帧，第二蓝牙帧和第一蓝牙帧对应于相同的音频数据但因白化处理而具有不同的比特数据；基于第二蓝牙帧确定第二软判决数据；对第二软判决数据进行去白化处理，以得到去白化处理后的第二软判决数据；以及对去白化处理后的第一软判决数据和去白化处理后的第二软判决数据进行融合，以得到去白化处理后的第三软判决数据。
如此，在蓝牙设备接收智能设备多次重发的蓝牙帧时，该方法能够保留蓝牙帧比特数据中更多的数据信息，提高后继数据判决的准确性，从而减少空中蓝牙帧的重发次数，以及增加系统的可靠性。
申请人：恒玄科技(北京)有限公司
地址：100080 北京市海淀区彩和坊路11号3层301
国籍：CN
代理机构：北京金信知识产权代理有限公司
代理人：夏东栋
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电力抄表系统中蓝牙技术的应用
电力抄表系统中蓝牙技术的应用摘要：近些年来，电力企业对电表的管理重视程度加剧，很多电力公司建立了远程抄表系统。
但是远程抄表也并不完全可靠，尤其是有些电能表在数据的及时性以及准确性上都无法得到保证，所以很多远程抄表也都是辅助人工抄表实现的。
而人工抄表的方式虽然在准确度上有所提升，但是依旧比较耗时耗力，所以为了改善对抄表人员的管理，提高抄表工作的效率，充分利用蓝牙抄表技术的优势，对读数和抄表时间及时进行上传则是一种非常有效的方式，蓝牙技术可对后台技术进行及时的分析，抄表到户率会有效提高，而且还方便电力企业的管理人员对抄表的考核管理。
关键词：电力抄表；蓝牙技术；应用一、电力抄表系统中蓝牙技术的研究背景电力与人们的生产生活有着十分紧密的关系，而电能数据的采集则是其中至关重要的一个部分，因此注重对电能数据采集的研究则非常具有应用性和代表性。
该研究主要是从电网中提取电能信号，然后把这种信号传递到信号采集器中，利用蓝牙模块再传递给蓝牙手抄器，这样就实现了蓝牙无线抄表。
蓝牙技术的可以实现一对多传输并且在传输距离上能够极大程度地满足农村和城市的抄表实际，因此研究该系统的现实性意义极强。
当前常见的抄表主要有如下两种方式，其一就是总线制集中抄表，这种方式在电表部分主要采用的是智能电表，每一家的智能电表信号线并接在一根总线上，然后总线和转接器进行连接，不同楼的转接器和小区的集中器再进行相连，主要是由集中器来实现集中供电。
第二种就是电力载波抄表，电力载波集中抄表系统则是直接利用现有低压输电线路进行数据传输的集中抄表系统，具有明显的优势，将铺线的工作量省去了，这一系统主要是集计算机技术、通讯技术以及微电子技术于一体，安装比较简单，可靠性也比较高，所以在城镇的电表、气表计费、抄收以及监控等方面有着极大的适用性。
电力抄表系统中对蓝牙技术的运用，推动抄表工作更具可靠性、也更加的灵活和经济。
而且对于蓝牙技术的应用，最普遍的设备就是手机，因此这也就为后续的研究打下了良好的基础，这样电力用户就可以使用手机直接读取用电信息，为电力企业公开公正的电力服务创造了新的发展途径，应用价值也比较高。
新一代外置蓝牙断路器控制模组架构
新一代外置蓝牙断路器控制模组架构黄波,李明,秦晓敏,唐玉建(北京智芯微电子科技有限公司,昌平102202)摘要:提出一种基于蓝牙S o C的表外断路器控制模组方案,采用蓝牙无线通信方式与电能表进行自动配对连接,从而实现电能表-蓝牙模组-表外断路器的数据通信,蓝牙模组接收电能表D L/T698协议指令,经过协议转换后控制断路器开合闸,蓝牙模组也可以接收断路器的状态上报,经过协议转换并加密后上传给电能表,从而解决了断路器有线连接方式的各种缺陷,可广泛应用于电能表费控开关,实现远程自动控制㊂蓝牙模组具有固件和应用程序O T A功能,支持低功耗模式,满足模组的静态功耗要求㊂关键词:蓝牙模组;表外断路器;D L/T698协议;O T A功能中图分类号:TM925.61文献标识码:AN e w G e n e r a t i o n C o n t r o l M o d u l e A r c h i t e c t u r e o f E x t e r n a l B l u e t o o t h C i r c u i t B r e a k e rH u a n g B o,L i M i n g,Q i n X i a o m i n,T a n g Y u j i a n(B e i j i n g S m a r t-c h i p M i c r o e l e c t r o n i c s T e c h n o l o g y L t d.,B e i j i n g102202,C h i n a)A b s t r a c t:I n t h e p a p e r,a c o n t r o l m o d u l e o f o f f-b a l a n c e c i r c u i t b r e a k e r b a s e d o nB l u e t o o t h S oC i s p r o p o s e d.T h e d a t a c o mm u n i c a t i o n b e-t w e e n w a t t-h o u r m e t e r,b l u e t o o t h m o d u l e a n d o f f-b a l a n c e c i r c u i t b r e a k e r i s r e a l i z e d b y b l u e t o o t h w i r e l e s s c o mm u n i c a t i o n,t h e b l u e t o o t h m o d u l e r e c e i v e s t h e p o w e r m e t e rD L/T698p r o t o c o l i n s t r u c t i o n a n d c o n t r o l s t h e c i r c u i t b r e a k e r t o o p e n a n d c l o s e a f t e r t h e p r o t o c o l c o n-v e r s i o n.T h e b l u e t o o t h m o d u l e c a n a l s o r e c e i v e t h e s t a t u s r e p o r t o f t h e c i r c u i t b r e a k e r a n d u p l o a d i t t o t h e p o w e r m e t e r a f t e r t h e p r o t o c o l c o n v e r s i o n a n d e n c r y p t i o n,i t i s w i d e l y u s e d i n c h a r g e c o n t r o l s w i t c h o f e l e c t r i c e n e r g y m e t e r t o r e a l i z e r e m o t e a u t o m a t i c c o n t r o l.T h e b l u e t o o t h m o d u l e h a s t h e f u n c t i o n o f f i r m w a r e a n d a p p l i c a t i o n O T A,a n d s u p p o r t s l o w p o w e r c o n s u m p t i o n m o d e,t h e s t a t i c p o w e r c o n-s u m p t i o n o f t h e m o d u l e i s s a t i s f i e d.K e y w o r d s:b l u e t o o t h m o d u l e;o f f-b a l a n c e c i r c u i t b r e a k e r;D L/T698p r o t o c o l;O T A f u n c t i o n0引言在新能源技术㊁智能技术㊁信息技术㊁网络技术不断创新突破的条件下,智能电网成为全球电力能源输配电环节发展的必然选择,全球掀起一阵智能电网建设热潮,而智能电表作为智能电网的终端已逐步走入我们的生活㊂据统计,我国已经完成了约4.96亿块智能电表的安装,每年新增及更换改造的需求仍有约7000多万台㊂电能表外置断路器是配合智能电表实现智能费控功能的关键器件,额定电流相对较大(>60A)的智能电表一般采用外置断路器的方式来实现开合闸功能㊂有线方式连接的表外断路器,由于现场安装接线复杂,施工难度大;控制信号和反馈信号均为220V交流电压,存在用电安全隐患;控制信号和反馈信号均为简单的电平信号,可以很容易地人为模拟操作,存在断路器被非法控制的隐患,因此新一代智能电表取消了辅助接线端子,有线连接方式不能满足新一代电能表要求㊂为解决上述问题以及配合新一代电能表功能需求,国网营销部下发了‘智能电能表外置断路器无线通信技术研究及试点应用“,我司研制的新一代外置蓝牙断路器应运而生,基于蓝牙S o C的芯片,依据电能表控制信号进行分合闸控制,并对分合闸状态进行反馈㊂控制部分的执行部件采用电动机和蜗轮㊁蜗杆及齿轮组成的传动机构,通过传动机构带动断路器内轴,实现断路器的分合闸控制㊂新一代外置蓝牙断路器控制模块及断路器的研制具有重要的意义,它配合新一代电能表功能升级,采用无线通信方式,避免了现场安装接线,简化安装工作,提高了安装效率,同时避免了有线连接导致的用电安全隐患,数据传输采用无线通信技术并且增加加密措施,电能表和断路器之间的通信数据全部经过加密,杜绝了人为恶意操作断路器的隐患㊂1 蓝牙断路器模组需求分析目前国网统一采购的部分低压断路器符合国网的新规范,规范明确规定了断路器与电能表之间的信号反馈方式及断路器控制方式:①控制信号采取交流220V 电平,控制单元供电从控制信号线取电,拉合闸动作时可从相线短暂用电,动作结束后相线泄漏电流应符合要求;②反馈信号采取交流220V 电平内部串联100k Ω电阻后输出,单相断路器反馈信号从相线取电,三相断路器反馈信号应从三相取电,并保证在任意相缺相时仍能正常反馈信号,反馈信号仍为交流220V 电平方式(允许半波),内部串联100k Ω电阻后输出;③控制及信号反馈线线径应不小于0.3m m 2,线两端应带有压接好的防反接接线头,接线头具备防错接功能㊂目前断路器与电能表之间需要采用有线连接方式,并且信号均为交流220V 电平,这样在原有具有外置继电器的电能表基础上不需要做太多修改即可实现对表外断路器的控制与监测㊂但是此方式也存在明显的安全隐患,可以较容易地非法通过外部信号来模拟电能表对断路器进行控制㊂综上,本方案定位开发的蓝牙断路器采用加密过的无线通信方式替代有线连接,同时添加安全加密模块对数据进行加密操作,提高系统的安全性和稳定性㊂智能电表外置蓝牙断路器的问世,在微型断路器行业里是一个重大的进步,随着科学技术的进步和人们生活水平的提高,电网智能化的程度越来越高,该智能外置蓝牙断路器的应用前景广阔㊂2 蓝牙断路器架构新一代电能表外置蓝牙断路器控制模块,通过电力线发送电流指纹和蓝牙模块广播将特征码发送出去,电能表侧电力线接收电流指纹和蓝牙模块接收的蓝牙断路器数据进行自动比对配对,确保蓝牙断路器为该电能表的后置断路器,保证电能表与断路器一一对应,配对完成后采用蓝牙与电能表进行通信,接收电能表控制指令,通过电机驱动方式实现表外断路器的自动重合闸,蓝牙断路器状态变化时需要主动上报给电能表,通信数据采用软件加密方式实现数据的安全传输㊂2.1 蓝牙断路器硬件架构蓝牙断路器按照国家电网公司技术标准,对电气结构㊁电气性能及可靠性进行严格的实验验证,保证设备持续正常的稳定工作㊂硬件部分主要包括主控模块㊁电源模块㊁无线通信模块㊁电机驱动模块㊁电机执行模块及控制回路检测等部分㊂组成框图如图1所示㊂图1 新一代外置蓝牙断路器硬件组成框图2.1.1 电源模块新一代电能表外置断路器控制模块从断路器入线交流220V 取电,断路器控制模块中电机驱动单元使用+9V直流供电,主控单元等部分硬件采用+3.3V 直流供电㊂因此,新一代电能表外置断路器控制模块的电源管理单元需要将交流市电经过A C /D C 变换,输出+9V 直流电源提供给电机驱动电路,此外还需将+9V 直流电源转换为直流+3.3V 电源提供给主控部分㊂电源管理单元的硬件结构组成如图2所示㊂图2 新一代外置断路器控制模块电源管理单元组成框图电源管理单元的待机功耗是重点需要解决的问题,其中开关电源部分的待机功耗尤为重要,直流电源部分选用效率高的D C /D C 芯片㊂电源管理单元A C /D C 部分采用原边反馈反激式开关电源方案,开关电源芯片选用O B 2550M ,其空载待机功耗低于30mW ,满足设计需求㊂电路图如图3所示㊂电源管理单元D C /D C 部分采用高频开关降压稳压器,D C /D C 电源芯片选用M P 2451,其电源效率高于90%,纹波电压低于10m V ㊂电路图如图4所示㊂2.1.2 主控模块和无线通信模块本项目将控制器与无线通信集成于单一芯片的S o C方案实现断路器的主控和通信功能㊂n R F 51822是功能强大㊁高灵活性的多协议S o C ,非常适用于蓝牙和2.4G H z 超低功耗无线应用㊂n R F 51822基于配备256K B F l a s h +16K B R AM 的32位A R M C o r t e x M 0C P U 而构建㊂嵌入式2.4G H z 收发器支持蓝牙低功耗及2.4G H z 操作㊂n R F 51822还具备丰富的模拟和数字周边产品,可以在无需C P U 参与的情况下通过可编程周边产品互联(P P I )系统进行互动㊂灵活的31引脚G P I O 映射方案可图3 新一代外置断路器控制模块A C /D C电源电路图4 新一代外置断路器控制模块D C /D C 电源电路使I /O (例如串行接口㊁P WM 和正弦解调器)根据P C B 需求指示映射到任何设备引脚,这可实现完全的设计灵活性及引脚位置和功能㊂n R F 51822支持蓝牙低功耗协议堆栈及2.4G H z 协议堆栈(包括G a z e l l )㊂n R F 51822需要单独供电,如果供电范围在1.8~3.6V 之间,用户可选择使用芯片上的线性整流器,如果供电范围在2.1~3.6V 之间,可以选择直流1.8V 模式和芯片上的D C D C 变压器㊂D C D C 变压器的使用可在工作期间动态控制,并使n R F 51822工作期间的射频峰值电流低于10m A /3V 供电(T X @0d B m &R X)㊂2.1.3 电机驱动电路L 9110是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件,将分立电路集成在单片I C 之中,使外围器件成本降低,整机可靠性提高㊂该芯片有两个T T L /C MO S 兼容电平的输入,具有良好的抗干扰性;两个输出端能直接驱动电机的正反向运动及刹车,具有较强的电流驱动能力,每通道能通过750~800m A的持续电流,峰值电流能力可达1.5~2.0A ;同时它具有较低的输出饱和压降;内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流,使它在驱动继电器㊁直流电机㊁步进电机或开关功率管的使用上安全可靠㊂电机驱动电路如图5所示㊂图5 新一代外置断路器控制模块电机驱动电路2.1.4 电机位置检测电路电能表外置断路器采用霍尔开关作为电机位置检测电路的核心,霍尔开关内部由反向电压保护器㊁电压调整器㊁霍尔电压发生器㊁差分放大器㊁施密特触发器和集电极开路输出级组成,能将变化的磁场信号转换成数字电压输出㊂电机位置检测电路如图6所示㊂2.2 蓝牙断路器软件架构本文提出一种基于蓝牙S o C 的表外断路器控制模组方案,先通过电力线发送电流指纹,同时蓝牙广播电流指纹的特征码,电能表接收到电流指纹,解析出特征码,与电图6 新一代外置断路器控制模块电机位置检测电路能表接收的蓝牙广播特征码对比一致时,随机生成特征码二,通过蓝牙发送给蓝牙断路器模组编码生成电流指纹,通过电力线发送给电能表,电能表接收电流指纹继续解析出特征码二,如果同自己发送的特征码二一致,就确认此蓝牙断路器为该电能表下的蓝牙断路器,自动配对完成后,业务流程上就实现了电能表蓝牙主控模块外置断路器的数据通信,蓝牙主控模块接收电能表D L /T 698协议加密指令,经过协议转换后控制断路器开合闸,另外蓝牙模组也可以接收断路器的状态上报,经过协议转换并加密后上传给电能表㊂同时,蓝牙断路器支持通过手机A p p对蓝牙断路器模组和蓝牙模块进行O T A 远程升级㊂软件组成框图如图7所示㊂3 结 语本文通过对电能表外置蓝牙断路器模组的需求分析,研制了新一代外置蓝牙断路器模组,解决了有线连接断路器存在的诸多问题:安装接线复杂㊁现场施工难度大;控制图7 新一代外置蓝牙断路器软件组成框图信号和反馈信号均为220V 交流电压,存在用电安全隐患;控制信号和反馈信号均为简单的电平信号,容易人为模拟操作,存在断路器被非法控制的隐患㊂,配合国家电网进行新一代电能表(带蓝牙功能)的推广,现场安装接线更便捷,提高了安装效率,同时通过加密传输和控制,保证了用电的安全和可靠,降低了电网公司运营成本,居民用电也更方便快捷,该模组的研制成功对于国网公司具有重要的社会和经济效益㊂参考文献[1]电工基本术语G B /T 2900.1,2008.[2]电气附件家用及类似场所用过电流保护断路器第1部分:用于交流的断路器G B 10963.1,2005.[3]低压开关设备和控制设备第2部分:断路器G B 14048.2,2008.[4]设备用断路器G B 17701,2008.[5]电能表外置断路器技术规范Q /G DW 11421,2015.黄波㊁唐玉建(初级工程师),李明㊁秦晓敏(中级工程师):主要研究方向为嵌入式系统㊁智能用电应用㊂(责任编辑:薛士然 收稿日期:2020-07-08) [4]孙乐鸣,江来,代鑫.嵌入式T C P /I P 协议栈L w I P 的内部结构探索与研究[J ].电子元器件应用,2008(3):7982.[5]徐天纬,郁汉琪,顾思远.两种网络之间的热备冗余实时通信接口设计[J ].单片机与嵌入式系统应用,2020,20(2):7779,83.[6]吴云龙,程武山.基于S TM 32的语音识别机械手智能系统设计[J ].单片机与嵌入式系统应用,2020,20(1):3741.[7]李晨,蒋林,刘思平.基于S TM 32与L w I P 协议栈的高效通信技术[J ].电子技术与软件工程,2019(19):2728.[8]周航慈.基于嵌入式实时操作系统的程序设计技术[M ].2版.北京:北京航空航天大学出版社,2011.[9]韩兴会.基于S TM 32和L w I P 的无线传感器网络网关研究与应用[D ].西安:西安工程大学,2018.[10]索朝举,沈沛雨,刘静波,等.S TM 32的调频无线发射与接收系统设计[J ].单片机与嵌入式系统应用,2019,19(12):8183.马亚辉㊁吴凡㊁邓浩然㊁李林(工程师),主要研究方向为高速可靠存储系统研发㊂(责任编辑:薛士然 收稿日期:2020-06-28)。
M701F机组DIASYS控制系统问题分析
M701F机组DIASYS控制系统问题分析李东;范新宇【摘要】本文介绍了M701F燃气轮机控制系统投产以来所存在一些主要问题,并进行分析和探讨,提出一些相关的改进建议和措施,提高了控制保护系统的安全性.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】4页(P131-134)【关键词】燃气轮机;问题分析;改进对策【作者】李东;范新宇【作者单位】深圳能源集团股份有限公司东部电厂,广东深圳 518120;深圳能源集团股份有限公司东部电厂,广东深圳 518120【正文语种】中文某电厂建有三台三菱公司 M701F燃气轮机联合循环发组，该燃气轮机控制系统为三菱公司成套的DIASYS分散控制系统，机组控制系统从投产以来运行基本稳定可靠，但在硬件和软件等方面也发生了一些问题，甚至造成机组误动跳闸的事故，给机组安全稳定运行带来了威胁，为此对这些问题进行了分析和研究，并提出相应的技术改进建议和措施。
其中有些已经实施并取得较好效果，有些还需进一步探讨和解决。
1.1 控制系统构成上层部分：包括工程师站、操作员站、数据站服务器、打印机、CPFM（combustor pressure fluctuation monitor）系统等设备。
通信接口部分：包括机岛控制系统与DCS系统的接口通信等设备。
下层部分：包括TCS（turbine control system）系统、PCS（process control system）系统、TPS（turbine protection system）系统、MPS站（multiple process station）等设备。
机岛控制系统内部的所有系统、设备之间通过高速工业以太网组成了独立的计算机网络，与外部的DCS系统的通信接口则采用了MODBUS通信协议的RS 485串口通信。
1.2 控制系统功能燃气轮机控制系统按照其功能主要包括以下系统：1）透平控制系统TCS（turbine control system）：主要完成对燃气轮机-汽轮机-发的起、停以及带负荷正常运行的监控。
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本 发 明提供 一种 基 于蓝 牙通 信 的 电能表 数据 智 能读
写 装置 ，包括 蓝牙透传 模块 、主控 单元 、外 围通 信模块 ， 蓝 牙透传 模块 与智 能移动终 端蓝牙 通信连 接 ， 主控 单元 与
蓝 牙透 传模块 、外 围通 信模块 串 口通 信连 接 ， 外 围通信模
块 与 电能表的对应 通信 模块物 理连接 。
很大 的。 通过 对温度 回路 和逻辑 改造 以及对 ＡＣ Ｐ Ｆ Ｍ 系统部 分改进 ，将提 高求控制保 护 系统 的可靠性 。 参考 文献
［ １ ］ 三 菱 重工 业有 限公司 ．三 菱公 司控 制 系统 使用 手 册
［ Ｚ ］ ． ２ ０ ０ ３ ．
的事 故分 析带 来 了极大 的不便 。三菱 控制 系统存 储 时间设 置不合 理 ，可通过 通信 方式将 控制 点通 信到
与 时间 ， 本 发 明也 可 以进 行 电能表测试 ，便于对 电能表进
行调校 。
１ ３ ４ ｌ 电 号 技 ７ Ｉ ｔ ２ ０ １ ７ 年 第 ２ 期
热 电偶温度 元件 的 内部结构 较 为特 殊 （ 与 国 内使 用 的普通 热 电偶元件 结构 不同 ） ，因此 ，使用通 常 的校
作 者 简 介 李 东 （ １ ９ ８ １ ． ） ，男 ，技 术 工 程 师 ，工 学 学 士 ，主 要 从 事 燃 气 轮 机 发 电厂 检 修 安 全 管 理 工 作 。
一
种基于蓝牙通信Biblioteka 的 电能表数据智 能读 写装置及 方法
本 发 明还提 供 一种 基 于蓝 牙通 信 的 电能表 数据 智 能
读写方 法 。 本 发 明 提 供 的 基 于 蓝 牙 通 信 的 电 能 表 数 据 智 能
近 日，国家知 识产权 局公布 专利 “ 一种 基于 蓝牙通 信 的电能表 数据智 能读写 装置及 方法 ” ，申请人 为惠州 中城
具体使用 寿命还 有待 时间验证 。
偶进行准 确校 验 。
３ 结 论
Ｍ７ ０ １ Ｆ燃气 轮机控 制保 护系统 是 由三 菱公 司成
套配 置 ，虽然其 设计 为成 熟的标 准设计 ，主要应 用
历 史数据 站是 将机 组运行 历史 数据存 储 的重要
设备 ，常用 于对 问题 或事故 分析 ，但燃气 轮 机控制
电子科技有 限公 司。
读写装 置作 为桥接智 能移动 终端 和 电能表 的桥 梁 ， 智能 电 表配合 低功 耗蓝 牙透传 模块 Ｂ Ｌ Ｅ，便 捷地 和智 能移动 设 备相 互通信 ， 实现通 过智 能移动终 端 的应 用模块 智 能化读
写和 设置 电能表 数据 ， 大 大 地 节 约 电能 表 现 场 维 护 的 成 本
结构 ，并对校 验系 统和 校验方 法进 行 了改进 ，终于
使 这一难 题得 到解 决 ， 目前 ，实验 室 已能对该 热 电
也没 有提 出具体 解 决方案 。据三 菱 公司最新 版本 的 硬件 说 明手册称 ，２ ０ １ ２年后 生产 的新伺 服模块 的使 用 寿命将 由原 来的 ５年提升 至 １ ０年 。 新伺服 模块 的
系统所 配置 的历史 数据站 （ ＡＣ Ｓ站 ）保存 的数据 时 间 比较短 ，特 别是 １ Ｓ分 辨率 的历 史数据 只 能保存 ２ ４ ｈ ， 而对 于分 析 问题 或事故来 说 ，１ Ｓ的分辨 率 的历 史数 据最 有用 的 ，因此 ，２ ４ ｈ 的保存 时 间太 短 。在 工程 安装 调试 期 间，也 曾要求三 菱公 司公 司增加 数
其他 控制 系统 （ 譬如 Ｏ Ｖ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ系统 ） ，利用别 的控
制 系统存储 广 的特 性进行 故障分 析 。 在 工程 安装和 调试 期间 ，对燃气 轮机 热 电偶温
度 元件 进行 校验 时 ， 曾发生 大量校 验超 差不 合格 的
问题 ，而且 ，在运 行 期间在 本厂 的热控 试验 室进行 校 验 时 ，也 出现 元件 不合格 的 问题 ，在 经三菱 公 司 公 司确认元 件本 身没 有 问题 的情 况下 ，对这 一 问题 进行 了研 究和试 验 ，最后发 现是 由于燃 气轮 机本 体
技 术 与 应 用
具体故 障现 象主 要表现 为模 块故 障报警 退 出工作状 态 ，以及 阀位 反馈信 号严重 漂移 。在 向三菱 公司 反
映该 问题 后 ，三 菱 公司既 没有提 供故 障原 因说 明 ，
验方 法在 普通 加热炉 进行 校验其 结果 就会 出现超 差
不 合格 的情况 。之 后 ，详细 了解 这种 热 电偶 的 内部
据存 储 时间 ，但 由于技术 原 因未 能实 现 ，这 给机 组
于燃 机轮 机每 周起停 方式 ，但 由于 国 内燃 气轮机 主
要 为每 日进行起 停 ，且系 统本 身仍然 存在 着一 些不 完善 之 处 ，如上 所述 。特 别是对 于温 度类 保护采 用 单测 点信 号判 断跳 闸， ＡＣ Ｐ Ｆ Ｍ 系 统元件 故障和 系统 存 在不 能进行 故 障判断 、控制 模件 故障 以及数 据量 小等 问题 ，存 在着 较大 的误动 风险 和控制 问题 。对 于燃 气轮机 ， 每误 跳一次 闸除 了带来 负荷 的损 失外 ， 还 将减 少 ２ ０ ０ ｈ的等 效运行 小 时 （ Ｅ Ｏ Ｈ） ，其 损失是