基于Linux的電力網關的設計與實現
2020年電子技術應用第11期
李 強1，王 星1，張 帥2
1.西安理工大學 自動化與信息工程學院，陜西 西安710048； 2.西安大易電子科技有限公司，陜西 西安710100
摘要： 隨著智能電網建設的持續發展，智能用電領域也不斷發展。針對電力行業用戶端的需求，設計了一種基于Linux操作系統的電力網關。該網關采用AM335x作為處理器，運用嵌入式編程實現網關相關功能，將智能電網用戶端電力設備的Modbus協議轉換成MQTT協議，再通過4G模塊將數據轉輸至云平臺。經測試，該電力網關運行穩定高效，實現了傳統有線網絡和無線網絡的數據交互以及遠程控制，滿足了電力行業用戶端的業務需求，同時為后期電力數據分析的數據來源提供了便捷途徑。
中圖分類號： TN91；TP391.44
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200082
中文引用格式： 李強，王星，張帥. 基于Linux的電力網關的設計與實現[J].電子技術應用，2020，46(11)：70-73，78.
英文引用格式： Li Qiang，Wang Xing，Zhang Shuai. Design and implementation of power gateway based on Linux[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(11)：70-73，78.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200082
中文引用格式： 李強，王星，張帥. 基于Linux的電力網關的設計與實現[J].電子技術應用，2020，46(11)：70-73，78.
英文引用格式： Li Qiang，Wang Xing，Zhang Shuai. Design and implementation of power gateway based on Linux[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(11)：70-73，78.
Design and implementation of power gateway based on Linux
Li Qiang1，Wang Xing1，Zhang Shuai2
1.College of Automation and Information Engineering，Xi′an University of Technology，Xi′an 710048，China； 2.Xi′an Dayi Electronic Technology Co.，Ltd.，Xi′an 710100，China
Abstract： With the continuous development of smart grid construction, the field of smart electricity is also developing. In this paper, a power gateway based on Linux operating system is designed according to the demand of power distribution terminal. AM335x is used as the processor, and the embedded programming is used to realize the related function of the gateway. Modbus protocol is converted into MQTT Protocol, and then the data is transferred to the cloud platform through 4G module. After testing, the power gateway runs stably and efficiently, realizes the data exchange and remote control between the traditional wired network and the wireless network, and meets the business demand of the power distribution terminal. At the same time, it provides a convenient way for the data source of the later power data analysis.
Key words : power gateway；Modbus；MQTT；smart grid
0 引言
隨著通信技術和智能控制技術在電力行業的廣泛應用，電氣設備的種類也急劇增加。在萬物互聯的智能社會，“泛在電力物聯網”的概念孕育而生[1]。在這種驅動力下，實現各個電氣設備的組網，顯得具有前瞻性。本文設計的電力網關作為連接感知網絡與傳統網絡的一個橋梁，扮演著將電力設備采集的數據上傳到云端的一個角色，同時完成著電力系統中對終端設備節點的監控功能。
本文內容包括了電力網關的系統框架、硬件結構、軟件協議設計、實驗測試和總結五部分，詳細地介紹了電力網關主要硬件電路的設計，著重介紹了基于Linux操作系統的Modbus協議與MQTT協議之間的轉換的實現，最終實現電力網關與電力設備的串口通信以及與上層云平臺的通信。
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作者信息：
李 強1，王 星1，張 帥2
(1.西安理工大學 自動化與信息工程學院，陜西 西安710048；
2.西安大易電子科技有限公司，陜西 西安710100)
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