微电网通信架构与数据采集系统设计

📚 共计 30 章节

微电网通信概述

微电网定义与特征 · 通信系统作用 · 集中/分布/分层架构

通信协议基础

OSI/TCP‑IP模型 · Modbus报文 · DNP3特点

IEC 61850标准

逻辑节点/数据对象 · ACSI · 变电站映射

标准变电站

无线通信技术

ZigBee组网 · LoRa MAC · NB‑IoT电力物联

有线通信技术

RS‑485终端匹配 · CAN仲裁 · 工业以太网

数据采集系统架构

RTU/DTU功能 · 传感器接口 · 模拟/数字采集

采样与量化理论

奈奎斯特定理 · 量化信噪比 · 过采样/抽取

传感器与变送器

CT/PT选型 · 温湿度接口 · IEEE 1451智能传感器

信号调理电路

运放基础 · 滤波电路 · 隔离放大器/光耦

模数转换器 (ADC)

SAR ADC · Σ‑Δ ADC · 分辨率/采样率/INL

数据采集软件设计

嵌入式C框架 · 环形缓冲区 · FreeRTOS任务

通信协议栈实现

Modbus RTU从站 · CRC校验 · DNP3编程

协议栈C语言

IEC 61850 MMS通信

MMS协议栈 · ACSI服务 · Goose收发

无线通信模块驱动

CC2530 SPI · SX1278配置 · NB‑IoT AT指令

数据汇聚与边缘计算

边缘网关 · 旋转门压缩 · 本地决策

时间同步技术

NTP/PTP · IEEE 1588 · GPS/北斗授时

数据存储与管理

SQLite移植 · InfluxDB · FATFS/LittleFS

数据库文件系统

网络安全基础

AES/RSA · TLS/DTLS · 防火墙/ACL

EMS通信与集成

EMS接口 · IEC 61970 CIM · SCADA集成

分布式能源接入通信

SunSpec Modbus · BMS通信 · 风机接口

负荷控制与需求响应

负荷聚合器 · DLC命令帧 · 需求响应编码

通信可靠性设计

ARQ重传 · FEC编码 · 冗余/故障切换

可靠性冗余

电磁兼容性 (EMC)

EMC概念 · 屏蔽接地 · 浪涌/TVS管

系统调试与测试

逻辑分析仪 · Wireshark抓包 · 一致性测试

案例：光伏微电网采集

需求分析 · STM32+LoRa+Modbus · 现场调试

案例：工业园区通信组网

RS‑485+以太网+4G · 带宽计算 · 冗余方案

案例：偏远地区远程监控

北斗短报文+LoRa · 低功耗 · 太阳能供电

5G uRLLC/mMTC · TSN+OPC UA · 数字孪生/AI

标准与规范

IEEE 1547 · IEC 62351 · 国网Q/GDW

课程总结与项目实战

综合需求 · 系统设计文档 · 原型演示