Разработка алгоритмического и программного обеспечения самоорганизации ячеистой сети распределенных вычислителей (на примере цифровых счетчиков электрической энергии)

Введение 3
1 Анализ современного состояния вопроса построения
автоматизированных систем учета электроэнергии и
принципов ее организации 5
1.1 Анализ существующих автоматизированных систем учета
электроэнергии 5
1.2 Анализ существующих методов и средств самоорганизации
цифровых приборов учета электрической энергии 10
2 Принципы построения самоорганизующихся и самонастраиваемых
сетей первичных приборов электрической энергии 18
3 Алгоритм RIP и архитектура сети 6LoWPAN 30
3.1 Алгоритм формирования маршрута RIP 30
3.2 Архитектура сети 6LoWPAN 32
4 Программная реализация и исследование алгоритмов
самонастройки сетей цифровых счетчиков электрической энергии 40
4.1 Создания драйвера радиомодема RF 40
5 Технико-экономическое обоснование программного комплекса 42
5.1 Расчет стоимости выполнения работ 42
5.2. Оценка экономической эффективности внедрения разработки
в эксплуатацию 46
Заключение 48
Список использованных источников 51

Весь текст будет доступен после покупки

В начале XXI века происходят фундаментальные изменения в экономике и технике, в том числе и в информатике. Эти изменения связаны как с новыми сетевыми информационными технологиями, так и с тем, что накопление нового в нашем поведении достигло критической массы. Миллионы людей общаются с помощью электронных средств, развиваются новые формы деловой активности в экономике на основе универсальных, открытых стандартов Internet. Этот взрывной рост телекоммуникаций - самая последняя, а для экономики - самая важная волна информационной революции. Такое стремительное развитие цифровых коммуникаций создало предпосылки для пересмотра ранее использовавшихся принципов построения автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ). Появление новых измерительных приборов [1,2], содержащих сразу несколько цифровых интерфейсов для приема-передачи данных, позволило отказаться от сложных систем телеметрии, имеющих в своем составе массу узлов преобразования аналоговых данных в цифровую форму, приемлемую для дальнейшего сбора и обработки информации.
Переход экономики России на рыночные методы хозяйствования предъявляет жесткие требования к достоверности и оперативности учета электрической энергии. Эти требования могут быть удовлетворены только путем создания автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ), оснащенных современной вычислительной техникой.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1 Анализ современного состояния вопроса построения
автоматизированных систем учета электроэнергии и принципов ее
организации
1.1 Анализ существующих автоматизированных систем учета
электроэнергии
В работах [3-9] рассмотрены принципы построения современных автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) на основе многофункционального высокоточного микропроцессорного электрооборудования и с учетом существующих и перспективных систем, а также с использованием многотарифной и зоной оплаты за энергопотребление. В чем экономически заинтересованы и поставщики, и потребители для реализации мер по выравниванию ежедневных графиков загрузки. Такие системы были реализованы на многофункциональных высокоточных микропроцессорных счетчиках электрической энергии АЛЬФА и «Евро-АЛЬФА» [5], предназначенные для учета потребления и генерации активной и реактивной мощности в режиме мультитарифного энергопотребления.
Основными недостатками указанной системы являются ее ориентация на определенные типы счетчиков и отсутствие возможности использования различных видов интерфейсов связи «счетчик-АСКУЭ», что ограничивает ее применения для эффективного решения вопроса автоматизации энергоучета.
Аналогичная система, предназначенная для автоматического сбора информации от электрических счетчиков на основе заказных микропроцессоров с помощью цифрового интерфейса RS-485 рассмотрена и в работе [2]. Данная система управления - это многофункциональная система с блочно-модульной архитектурой, адаптированная к конкретным требованиям к объекту, которая обеспечивается множеством блоков и функциональными параметрами, включенными в систему.
Использование автоматизированных систем учета электроэнергии для минимизации участия человека на этапе измерения, сбора и обработки данных и обеспечивает надежную, быструю и гибкую, адаптированную к различным системам учета энергопотребления.
В России и в мире уже разработаны и используются множества счетчиков электрической энергии (СЭЭ) и автоматизированных систем коммерческого учета электрической энергии (АСКУЭ), однако, практически у всех этих устройств и систем существуют существенные недостатки [1-10]:
К ним относятся:
1. Вопросы организации обмена информацией между счетчиком и АСКУЭ, так как для обмена данными в существующих АСКУЭ используется только один интерфейс связи, что не гарантирует доставку информации в АСКУЭ, а также достоверность получаемой информации, имеет невысокую надежность связи, ограничивает типы счетчиков, которые могут быть интегрированы в существующие АСКУЭ (40% установленных счетчиков не интегрированы в автоматизированную систему). Кроме того, построения АСКУЭ с использование существующих счетчиков требует наличие дополнительного сетевого оборудования, что повышает стоимость системы и снижает надежность системы учета в целом;
2. Низкая надежность встроенных средств связи и небольшой радиус их действия, что сильно снижает живучесть АСКУЭ в целом и не позволяет 100% охват абонентов средствами автоматизации энергоучета;
3. При построении АСКУЭ и приборов учета не в полной мере используются современные достижения в области микропроцессорной техники и средств связи, что так же приводит к снижению зоны охвата и гибкости и живучести АСКУЭ;
4. Нехватка надежных, высокозащищенных приборов учета
электроэнергии (счетчиков) с расширенными функциональными и
коммуникационными возможностями;
5. Отсутствие возможности дистанционного управления нагрузкой и защиты счетчиков от несанкционированного доступа к информации на всех этапах ее получения, обработки и хранения. Отсутствие в счетчиках возможности управления нагрузкой и защиты информации приводить к образованию больших задолженностей по платежам и к хищению электроэнергии различными способами особенно в промышленном секторе;
6. Проблема организации электронных много тарифных способов оплаты, что в большинстве случает экономически выгодно и поставщикам, и потребителям электроэнергии;
7. Проблемы согласования установленных счетчиков с современными АСКУЭ по всем параметрам, что не позволяет интегрировать их в состав автоматизированных систем учета электроэнергии;
8. Отсутствие единого подхода и единых требований по организации АСКУЭ, а также к приборам учета электроэнергии по протоколам обмена, форматам и системам команд, кодировке команд, по типам средств связи и другим параметрам.
Все указанные проблемы построения автоматизированных системы коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ), приводит к неэффективному использованию энергоресурсов и высоким коммерческим потерям электроэнергии.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Магомедов И.А., Курбанов Д.С., Магомедов А.И. Цифровой счетчик электрической энергии с дистанционным управлением.// Патент РФ полезную модель 152096, Опубл. 10.05.2015, Бюл. №13
2. Магомедов И.А., Курбанов Д.С., Магомедов А.И. Многоабонентский
цифровой счетчик электрической энергии с дистанционным управлением.// Патент РФ полезную модель 152097, Опубл. 10.05.2015. Бюл. №13.
3. https://studfiles.net/preview/485065/
4. http://masters.donntu.org/2013/etf/dolgikh/diss/indexe.htm
5. http://www.simenergo.ru/magazin/elster-metronika/schetchiki-el-energii/alfa- a1700.html
6. http://www.ctsspb.ru/userfiles/file/Teleuchet
7. http://www.keravt.com/solutions 16.html
8. Электроэнергии для розничного рынка, // ИСУП . - 2009. - № 3(23)
9. Магомедов И.А., Курбанов Д.С Аппаратное обеспечение и принципы построения АСКУЭ в бытовом секторе со свойствами встроенного контроля и самодиагностирования //Энергосбережение и водоподготовка, 2010, №2 (64), с.32- 36

Весь текст будет доступен после покупки