基于Linux的电力网关的设计与实现
2020年电子技术应用第11期
李 强1，王 星1，张 帅2
1.西安理工大学 自动化与信息工程学院，陕西 西安710048； 2.西安大易电子科技有限公司，陕西 西安710100
摘要： 随着智能电网建设的持续发展，智能用电领域也不断发展。针对电力行业用户端的需求，设计了一种基于Linux操作系统的电力网关。该网关采用AM335x作为处理器，运用嵌入式编程实现网关相关功能，将智能电网用户端电力设备的Modbus协议转换成MQTT协议，再通过4G模块将数据转输至云平台。经测试，该电力网关运行稳定高效，实现了传统有线网络和无线网络的数据交互以及远程控制，满足了电力行业用户端的业务需求，同时为后期电力数据分析的数据来源提供了便捷途径。
中图分类号： TN91；TP391.44
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200082
中文引用格式： 李强，王星，张帅. 基于Linux的电力网关的设计与实现[J].电子技术应用，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.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200082
中文引用格式： 李强，王星，张帅. 基于Linux的电力网关的设计与实现[J].电子技术应用，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
随着通信技术和智能控制技术在电力行业的广泛应用，电气设备的种类也急剧增加。在万物互联的智能社会，“泛在电力物联网”的概念孕育而生[1]。在这种驱动力下，实现各个电气设备的组网，显得具有前瞻性。本文设计的电力网关作为连接感知网络与传统网络的一个桥梁，扮演着将电力设备采集的数据上传到云端的一个角色，同时完成着电力系统中对终端设备节点的监控功能。
本文内容包括了电力网关的系统框架、硬件结构、软件协议设计、实验测试和总结五部分，详细地介绍了电力网关主要硬件电路的设计，着重介绍了基于Linux操作系统的Modbus协议与MQTT协议之间的转换的实现，最终实现电力网关与电力设备的串口通信以及与上层云平台的通信。
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作者信息：
李 强1，王 星1，张 帅2
(1.西安理工大学 自动化与信息工程学院，陕西 西安710048；
2.西安大易电子科技有限公司，陕西 西安710100)
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