基于MODBUS协议的数据采集显示系统开题报告

 2020-02-20 09:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

目的:通过本次设计,深入了解modbus通信协议,同时在利用modbus通信协议完成电力参数采集显示系统过程中,熟悉资料的查找,电路的设计,相关软件的使用等。

意义:电路采集系统使得电路的工作状态能被展示出来,在实验室中大大方便电路实验中的调试过程;在实际生产中,操作人员可以通过该系统显示的电路信息了解机器是否正常工作,机器出问题时能快速定位到问题。

国内外研究现状:国内外都有不少电气公司提供先进的电力数据采集监控系统服务,在这方面国内外当前的状态算是平分秋色。现如今,电力数据采集监控系统不仅有易于操作的可视化交互界面,同时还能对采集的数据进行分析,包括在时间轴上的数据分析和不同地域的数据分析。电力数据采集监控系统的完善和推广,使得大数据时代的更加丰富多彩。

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2. 研究的基本内容与方案

基本内容:设计一个电力参数采集显示系统,采集数据包括电流、电压、功率、功率因数、频率等,由中心站和现地采集单元组成。中心站采用MCU,显示采用的是字符型LCD,通信均遵从MOUDBUS RTU协议。

目标:设计完成基于单片机的各个模块硬件电路及软件驱动程序

1) 数据(电量参数)采集;

2) 数据传输(Modbus协议);

3) LCD驱动及显示;

4)与上位机的通讯。

拟采用的技术方案及措施:


其中,MCU为单片机,是整个设计的核心,电力信息采集模块拟采用PZEM-017和PZEM-016,LCD为现场显示屏。该方案中,PZEM-017模块是直流电参数采集模块能获取电压、电流、电能、功率参数,PZEM-016是交流电参数采集模块,能获取电能、频率、功率、电压、电流、功率因数参数。单片机为设计核心,所有的数据都需要经过单片机处理,包括计算机远程获取电力信息,现场LCD显示,以及向现场发送命令。单片机和计算机、单片机和采集模块、单片机和LCD之间的通讯均遵从modbus协议。

3. 研究计划与安排

第1-2周:查阅相关资料,了解相关领域发展状况,熟悉课题要求

第3-4周:完成与本论文相关的15篇文献资料(不少于2篇英文资料)的查阅。完成不少于2万英文印刷符,与选题相关的外文翻译工作。完成开题报告。

第5-13周:深入了解modbus总线系统的技术要求,熟悉其应用特点,以微处理器(cpu)为核心,完成系统整体设计,包括cpu接口及各模块电路的设计;完成系统软件设计,包括系统软件流程及各硬件接口的驱动程序。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]urrea c , morales c , morales r . design and implementation of an error detection and correction method compatible with modbus-rtu by means of systematic codes[j]. measurement, 2016:s0263224116302123.

[2]rogerio caldieri m , andre bigheti j , paciencia godoy e . implementation and evaluation of wireless networked control systems using modbus[j]. ieee latin america transactions, 2017, 15(2):206-212.

[3]tabaa m , chouri b , saadaoui s , et al. industrial communication based on modbus and node-red[j]. procedia computer science, 2018, 130:583-588.

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