智能電力遠程抄表技術(shù)

1、 南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯系： 電子工程與光電技術(shù)系 專 業(yè)： 電子信息工程 姓 名： 許赟 學(xué) 號： 090401327 (用外文寫)外文出處: community intelligent heat meter and remote meter reading system design 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導(dǎo)教師評語： 借助外文翻譯工具，能夠準確翻譯相關(guān)的英文文獻，語義清晰，表達清楚。成 績優(yōu)簽 名 張景彬 2012年 12月28日注：請將該封面與附件裝訂成冊。附件1：外文資料翻譯譯文社區(qū)智能熱量表遠程抄表系統(tǒng)設(shè)計王慶

2、東 河北工程大學(xué)機電工程學(xué)院（中國）劍鋒 河北工程大學(xué)人文學(xué)院（中國）aqingdognwang關(guān)鍵詞：智能熱計量表， p89lpc935，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，遠程抄表摘要對供熱部門和用戶來說，傳統(tǒng)的繳費方法有許多缺點。其中，熱計量和計費是需要解決的一個突出問題。在管理中，計量收費供熱部門的管理難度正在成為日益加劇。在本設(shè)計中，使用超聲波熱量表計量熱量，收集的熱數(shù)據(jù)將被運送到數(shù)據(jù)采集節(jié)點的總節(jié)點，通過接口連接互聯(lián)網(wǎng)，然后通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)。這樣就組成了遠程抄表系統(tǒng)，所有的熱量聚集起來，形成一個計算機動態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控中心用來監(jiān)控?zé)崃勘淼膭討B(tài)和監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶崟r數(shù)據(jù)。其目的是實現(xiàn)系統(tǒng)的信息化和智能化

3、，可以實現(xiàn)熱計量收費。一、引言隨著人民生活水平的提高，人們的住房的質(zhì)量和檔次也越來越高，居民的居住環(huán)境和物業(yè)管理水平也越來越高。因此防盜裝置安裝在入口處的住宅非常受歡迎，同時也意味著儀表讀數(shù)只能在早晨或傍晚時間進行。也正是臨近居民休息的時候。因此，抄表人員可以實際利用的時間是很短的。然而，抄表和收費工作的效率低，勞動強度高，這樣就很難適應(yīng)企業(yè)管理的信息化。隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)，多用戶的能源消耗的自動轉(zhuǎn)錄是可以實現(xiàn)的，尤其是當(dāng)建設(shè)部已要求小康住宅小區(qū)，能源消耗應(yīng)逐步實現(xiàn)微電腦的自動監(jiān)測，計量收費。1根據(jù)存在的問題和情況，住宅社區(qū)存在的不能準確實時供熱能源消耗計量，工作效率低等問題， 于是設(shè)計

4、了可進行遠程能源消費數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶嵱玫闹悄苓h程抄表系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有低成本，準確性測量，穩(wěn)定、可靠的性能，方便的安裝和維護等特點。二、系統(tǒng)總體設(shè)計該系統(tǒng)主要使用低成本的mcu為cpu子站來脈沖采樣社區(qū)使用熱能耗信息。該系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，采取抽樣的方式，構(gòu)成典型的分布式測量和控制系統(tǒng)作為電腦的上層。并且進行了全面的設(shè)計，整個抄表系統(tǒng)，著重于前端數(shù)據(jù)采 集和集中，采用數(shù)據(jù)通信的詳細設(shè)計。由網(wǎng)絡(luò)和通訊手段，集熱器的主電源，備用電源及的開關(guān)電路組成。系統(tǒng)框圖如圖1所示。關(guān)于在遠程抄表系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題。結(jié)合該項目的設(shè)計任務(wù)和技術(shù)要求，主要的問題是在本文中得到解決。 a.熱量表遠程抄表系統(tǒng)的

5、硬件設(shè)計1）能源再次消耗：數(shù)據(jù)采集單元（dau）正確地收集加熱的基表的能耗信息，這些信息表示成能量的消耗量，并將它們存儲在dau;抄表必須自動的按周期設(shè)定，復(fù)制的數(shù)據(jù)被存儲在dau;能源消耗數(shù)據(jù)中的dau通過抄表裝置，同時復(fù)制集中器自動定期進行的抄表的dau數(shù)據(jù)信息，并且將復(fù)制的數(shù)據(jù)存儲在集中器中，這樣主計算機可以遠程獲取用戶的能耗信息。2）參數(shù)設(shè)置：主機的集中和dau可以設(shè)置參數(shù)，設(shè)置用戶用來加熱使用的基本參數(shù)，可以控制集電極的參數(shù)來實現(xiàn)脈沖常數(shù)的改變。3）系統(tǒng)保護功能：也就是斷電保護功能，當(dāng)ac電源故障出現(xiàn)時，收集器會自動切換后備電源，集中器維護工作，并確保每個集熱器的連續(xù)工作時間不少于4

6、8小時：當(dāng)電池出現(xiàn)故障出現(xiàn)時，報警燈信號發(fā)送出去的集電極上，并且這些信號被發(fā)送到管理電腦時，儀表數(shù)據(jù)的復(fù)制，因此管理人員可以通知更換電池。b.集中器，采集器，電腦主機的軟件設(shè)計1）軟件設(shè)計：集中器內(nèi)部是尤其必要的，不僅要接收的上位機的命令并且進行處理，同時也要從存儲器讀出能量消耗參數(shù)，或?qū)懗鰞?nèi)存能耗參數(shù)，但也發(fā)送命令給他的它的子位站，然后等待接收的命令的集電極，并響應(yīng)到主機上。因此，它是要進行的設(shè)計集中器的主程序，選礦廠需要停止從pc接收命令和集電極響應(yīng)，需要使相應(yīng)的串口中斷子程序中斷響應(yīng)的pc，設(shè)計子程序聚光集熱器，命令子程序同時開發(fā)通信集中器之間的協(xié)議與主機電腦pc等。2）軟件設(shè)計集熱器：

7、集熱器主要負責(zé)能源消耗的收集收集和處理各種長距離的熱量，并且響應(yīng)集中器，接收集中轉(zhuǎn)發(fā)和流程的訂單，訂單加以修改預(yù)設(shè)的能源消耗和參數(shù)。其主要職責(zé)包括主程序設(shè)計收集器收集能量脈沖。子程序設(shè)計收集器處理命令和能源消費的集電極中斷。發(fā)展中國家之間的通信協(xié)議，通過收集器和集中器裝置來實現(xiàn)。3）設(shè)計的上位機管理軟件：想簡單的設(shè)計上位機管理軟件。其設(shè)計著重解決的集中器和收集器的硬件設(shè)計，并完成相關(guān)的軟件設(shè)計的集電極。根據(jù)功能，要求上位機管理軟件。上位機管理軟件的功能是為以下內(nèi)容：存儲，處理和分析用戶的能源消耗數(shù)據(jù)，輸入數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)查詢，數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)的修改，產(chǎn)生印刷數(shù)據(jù)報告和系統(tǒng)維護。供熱公司和銀行的溝通

8、和遠程訪問調(diào)制解調(diào)器，本地網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)生成最終用戶的能源成本的票據(jù)運行該軟件，通過工資單或銀行收取費用的時間。所有用戶的能源消耗最終的數(shù)據(jù)將保存在計算機中，積累和費用結(jié)算。除了進行全面抄表，管理用戶的能源消耗數(shù)據(jù)，上位機也可以輕松地監(jiān)控每個節(jié)點的系統(tǒng)，以確保系統(tǒng)的正常運行。因此，根據(jù)上述功能程序和數(shù)據(jù)庫需要發(fā)展。三、智能熱量表的硬件設(shè)計智能熱量表由流量傳感器，微處理器，配對組合的溫度傳感器。流量傳感器是用于收集水的流量和發(fā)送流量信號，溫度傳感器是用來收集的水的溫度，并傳送溫度信號成對的溫度傳感器是一個對相同或相似的溫度傳感器，在同一智能熱量表，它是用來測量的入口和出口溫度的熱交換系統(tǒng)。微

9、處理器是接收從流量傳感器和溫度傳感器的信號來計算，存儲和交換系統(tǒng)的顯示的熱值。智能熱計量表的示意圖是在圖2中所示。a. mcu p89lpc935p89lpc935是一個單芯片的微控制器。它使用一個高性能的處理器，其指令執(zhí)行時間為2到4個時鐘周期，這是標準80c51器件的6倍。p89lpc935集成了許多系統(tǒng)級的功能，這樣可減少組件的數(shù)量，系統(tǒng)的電路板空間和成本。b.單芯片無線收發(fā)器nrf905單芯片無線收發(fā)器nrf905工作在ism頻段433/868/915mhz，這是由一個完全集成的頻率調(diào)制器，由一個解調(diào)器，一個接收器，一個電源，一個晶體振蕩器和一個穩(wěn)壓器組成。沖擊突發(fā)操作模式的特點是領(lǐng)先

10、的代碼自動生成crc，程序可以很容易地通過spi接口配置。其電流消耗非常低，發(fā)射電流約30ma，發(fā)射功率為+10dbm時，同時接收電流是12.2毫安的。這是很容易，節(jié)省電力。c.超聲波流量傳感器它可以使用超聲波技術(shù)來實現(xiàn)流量測量。其測量原理：超聲波探頭發(fā)射的超聲波脈沖，在管道內(nèi)的一個點，然后檢測從該反射波通過接收點。每個反射波到達時間被記錄下來。也就是說，傳感器測量流量使用的時間差。通過不同的傳輸速度，超聲波流量傳感器測量流量的熱水流、水的流動和反向流動的波。波的發(fā)射和接收是通過壓電晶體來實現(xiàn)的。測量方法具有精度高，無壓力損失，非磁性體的優(yōu)點，不受電磁干擾，不受材料雜質(zhì)，等等，因為該傳感器是無

11、轉(zhuǎn)子，不會出現(xiàn)丟失脈沖。d.12864點陣液晶顯示模塊點陣液晶顯示模塊的功耗低（2.7v至5.5v，3.3v的電源供應(yīng)設(shè)計），可滿足節(jié)能需求的便攜式產(chǎn)品電源電池。e. pl2303串口轉(zhuǎn)換器模塊pl2303是一個接口轉(zhuǎn)換芯片rs232切換到usb（usb-rs232）。它具有低功耗的特點?？梢郧度氲饺魏芜B接器和手持式消費的工作模式或睡眠模式。四、智能熱量表的軟件設(shè)計和上位機a.微控制器編程該計劃包括主站和從站系統(tǒng)程序，其工作流程如下。該從屬主要收集從工作現(xiàn)場的壓力和溫度數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶顯示。報警時所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)超過上限。但是，從機將優(yōu)先主機計算機的命令時，它接收來自主計算機的命令。從機將繼

12、續(xù)領(lǐng)域數(shù)據(jù)收集后完成的命令。其工作流程圖如圖3所示。主機計算機收集從流通中的從站1的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶顯示的數(shù)據(jù)將被上傳到pc機的管理系統(tǒng)。然而，當(dāng)接收到pc的命令，主機優(yōu)先執(zhí)行的命令，如握手的奴隸，seting上限溫度和壓力的從屬，采集時間間隔等。當(dāng)收到從站的數(shù)據(jù)，將它們存儲在片外ram。主機計算機的工作流程如圖4所示。 b. pc管理系統(tǒng)程序設(shè)計如在圖5中所示的pc的管理系統(tǒng)的工作流。使用labview軟件pc的管理系統(tǒng)。主要功能如下：（a）實現(xiàn)pc系統(tǒng)和mcu之間的數(shù)據(jù)通信。（b）至存儲的數(shù)據(jù)收集工作網(wǎng)站并設(shè)置數(shù)據(jù)庫參數(shù)。（c）實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)顯示，并且形成的曲線。 （d）實現(xiàn)歷史

13、數(shù)據(jù)的提取，并有一個基本的分析。 （e）管理下位機和其工作條件seting。正如在圖5中所示，實時數(shù)據(jù)可以通過實時曲線顯示界面中顯示。 c.數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃苑治?）crc校驗發(fā)送方和接收方使用相同的生成多項式g（x）在crc校驗。發(fā)送方將發(fā)送數(shù)據(jù)序列對應(yīng)于多項式m（x）中，g（x）作為除數(shù)多項式。然后我們就可以得到的余數(shù)多項式r（x）和信息對應(yīng)于r（x）的數(shù)據(jù)后添加序列。從而形成一個代碼c（x）的。接收器將代碼c（x）之間的多項式，g（x）為除數(shù)多項式，如果c（x）是divisble由g（x）的，然后在傳輸中沒有錯誤，否則，在傳輸中發(fā)生錯誤。由于nrf905模塊內(nèi)置硬件crc校驗，所以crc在數(shù)據(jù)傳輸過程中會自動進入校準。2）累計檢查累計檢查系統(tǒng)中使用的過程中，從一個節(jié)點通過串口傳送數(shù)據(jù)電腦pc。所有的字節(jié)被積累和在發(fā)送之前，形成一個校驗形成節(jié)點計算機中的最后兩個字節(jié)的校驗字節(jié)。當(dāng)pc接收數(shù)據(jù)包后，所有字節(jié)的積累。如