摘 要本课题研究的是基于GPRS剩余电流的无线监测。剩余电流的存在时时刻刻威胁着人们的生命财产安全，所以剩余电流就成了本课题的研究重点，并且值得高度关注。本课题说明了研究基于GPRS剩余电流检测的背景和意义，把剩余电流检测与GPRS无线通信作为基本内容，设计了剩余电流检测、显示控制、电源供电以及无线通信等模块的方案，提出了一些设计的难点以及解决办法。根据提出的方案，具体设计了主控电路、剩余电流检测与放大电路、液晶显示电路、电源电路、无线通信电路、闭合闸电路、时钟电路和存储电路，并且绘制了剩余电流的采集、液晶显示、GPRS无线收发和系统整体的流程图。通过本课题的研究，可以使得低压漏电保护器性能趋于稳定，可靠性大大提高。
目 录
第一章 课题研究的背景和意义 1
第二章 课题研究基本内容与方案 3
2.1课题研究的基本内容 3
2.2课题研究的设计方案 3
第三章 课题硬件设计 8
3.1主控电路设计 8
3.2剩余电流检测与放大电路设计 9
3.3液晶LCD12864显示电路设计 10
3.4电源电路设计 11
3.5无线通信电路设计 13
3.6闭合闸电路设计 14
3.7时钟电路设计 14
3.8存储电路设计 15
第四章 课题软件设计 16
4.1剩余电流采集流程 16
4.2液晶LCD12864显示流程 17
4.3 GPRS无线收发流程 18
4.4系统整体流程 20
第五章 系统测试结果 21
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
附录A 硬件电路原理图 26
附录B 软件代码 27
第一章 课题研究的背景和意义
在生活中，随着电器设备的大量普及，触电事故频繁发生，人们安全意识淡薄是一个方面的原因，但另一个原因是电器设备的性能不够稳定，会经常漏电，太可怕了。人们一般认为的触电有两种,一是直接触电,另一个就是间接触电。直接触电，看字面意思就能够知道，这个是指我们
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人皮肤碰到了正在正常运行的带电设备。间接触电是指电气设备发生事故，出现电流外泄，被人体意外触及。在低压触电死亡的统计数据中，直接触电死亡的占48%，间接触电死亡的占52%，可以看出人身触电事故还是十分严重的。在工业中,采用的是三相四线供电方式，包含三条相线和一条中性线。大家都知道，在我们这个三相供电的系统当中啊，在三相平衡的时候，中性的那根线是没有电流的；在三相不平衡的时候啊，情况就不一样了，就会产生剩余电流，从而破坏工业设备或者触死人。
无论是在生活用电还是工业用电中，都会出现剩余电流，那么什么是剩余电流呢？
剩余电流，是指低压配电线路中各相(含中性线)电流矢量和不为零的电流。
剩余电流的存在时时刻刻威胁着人们的安全。人们一般在家会发现电用着用着，突然什么东西烧了，着火了，再一看原来是微波炉或者电磁炉罢工，漏电着火，这个是因为这些电器自己本身就有问题，或者没看说明手册使用不当，安全措施没做好，而造成的触电和着火。剩余电流较小时，不易察觉，这时潜在的危险就形成了，如果不能够处理好，那么剩余电流的漏电情况会越加严重，轻则电器烧毁，重则伤及人体，到那时为时晚矣。财毁人亡的悲剧起因就是来源于小小的剩余电流，在科学技术越来越发达的今天，完全可以利用我们掌握的技术手段来规避剩余电流的产生，抑制剩余电流的扩张，避免悲剧的出现。
因此，才有了对剩余电流的研究。
为了研究剩余电流，我们提出了一种基于GPRS的无线数据采集系统。通过利用GPRS无线通信功能对漏电保护器中的剩余电流进行监控，可以有效地观察漏电情况，对可能出现的事故加以预防。
GPRS无线通信是一种远距离通信方式，它打破了以往地域上的限制，使得人们可以更便利地利用它的通信服务，也使得工厂的生产规模得以扩大。在这里，可以远距离地监控漏电变化，这一方式也更及时有效，可以避免带来更多的损失。
GPRS通用分组无线业务，是在现成的GSM系统上头，延伸发展出来的一种新型的、更先进的、功能强大的无线传输业务[7]。这个主要是对突然产生的数据进行分组传送的一种新的针对性比较强的业务,和短消息业务相比,差不了很多,负责提供二种业务：一种是点到点的业务，第二种是点到多点的业务。换种说法，GPRS是在“包交换”概念基础上面发展的一种无线传输途径。包交换就是把数据打包成许许多多独立的包，再把这些包一个一个发送外去，在样子上面，有点儿像快递邮寄包裹，它的强处就在于有资料文件需要发送的时候，才会占用频带宽度，而且是根据资料文件的数量算钱的，有效明显地提升了对网络资源的利用。GPRS网络一方面支持电路型数据，同时另一方面也支持分组交换数据，这样GPRS网络和因特网可以方便地彼此连接，和之前的GSM网络的电路交换数据的传送途径相比，GPRS的分组交换技术不仅有时时在线，按数量算钱，传输速度快的优点，GPRS通信还有着很高的保密性能，十分地可靠，对抗外界的干扰能力也强等特性，保障了数据传输的稳定性、准确性、及时性，并为双方提供完备的通信协议，算了服务到家了。
因此，才有了对基于GPRS无线通信的剩余电流的研究。
对这一课题的研究能够预防因为电气设备或者电气线路老化漏电引起的触电灾难，预防使用电过程中的单相触电灾难，预防因为漏电导致的电气火灾。因为我们可以通过由它搭建的系统，及时准确的得知电路中剩余电流这一故障值的大小和故障出现的时间节点，并实现跳闸，达到保护电器的目的。GPRS无线通信系统反馈的详细的故障参数，也可以帮助设备维修工人对设备的检查与维护，节约了维修时间，客观地提高了设备的运行效率，在工业中，对促进生产也起到了十分重要的作用
这一次的设计用在电流型漏电保护器上，电流型漏电保护器是把电路当中零序电流的一部分，也就是剩余电流，当作是动作信号，而且，用了很多电子元件充当中间机构，灵敏度比较高，功能也比较完善，所以这种保护装置将会被广泛地使用，普及开来。
第二章 课题研究基本内容与方案
2.1课题研究的基本内容
本设计要求设计一个基于GPRS的多个终端剩余电流（漏电流）检测组网，实现远程剩余电流（漏电流）检测 。要求系统能对三相电的漏电流进行测量和监控，能够将采集得到的数据通过液晶显示出来，同时检测电路漏电流是否正常，对不同的工作状态做出相应的输出控制。系统主要包括漏电检测模块、显示模块和控制模块等。同时预留有通信接口可以通过GPRS建立通信功能发送数据，也可以通过上位机实现打印。
具体的，在硬件电路方面需要设计出剩余电流的采集与显示电路，各种供电电压值的电源转换电路，通信电路以及保护电路。在软件方面需要设计出剩余电流实现AD采集程序，液晶显示剩余电流值程序以及串口通信程序。
在低压线路分支处如集中表箱中安装DTM3EL型剩余电流动作断路器，采集所辖范围内用户总的漏电流等数据。在电流动作断路器上安装无线传输模块，实现与断路器的通信，并将断路器记载的数据通过无线终端发送至管理系统。
系统具有电网剩余电流（漏电流）等电气故障的保护功能，并具有剩余电流故障指示、合闸前故障检测、自动重合闸、远程监控、在线修改参数等功能。

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