遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)下位機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)

1、北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告姓名學(xué)號專業(yè)電氣工程及其自動化設(shè)計題目遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)下位機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)1. 畢業(yè)設(shè)計的目的及意義：隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，居民用水量的需求越來越大，水表的數(shù)量也迅速增加，同時居民住宅的質(zhì)量和檔次越來越高 ，住戶對住宅環(huán)境、物業(yè)管理水平的要求也日益提高。傳統(tǒng)的抄表方式存在許多弊端，不僅浪費人力物力，又不可避免存在人為因素造成的誤差，而且對用戶的日常生活造成不便，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代物業(yè)管理的需要。因此，將單片機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于抄表系統(tǒng)，設(shè)計出一種相對先進(jìn)的，能準(zhǔn)確采集樣本數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)處理，具備顯示和上傳數(shù)據(jù)的下位機(jī)是非常具有使用價值的，從而自動抄表技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。自動抄

2、表 ( Automatic Meter Reading - AMR )系統(tǒng)是當(dāng)代微機(jī)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)與電計量技術(shù)的完美結(jié)合 ，是提高管理部門自動化水平的需要，它將集計量、數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理于一體 ，是將城鄉(xiāng)居民用電用水信息加以綜合處理的系統(tǒng)。該系統(tǒng)使供水公司及物業(yè)管理部門從根本上減輕了人工上門抄表的勞動強(qiáng)度 ,克服了傳統(tǒng)人工抄表模式的低效率和不確定性 ,推進(jìn)了供水管理現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程。該系統(tǒng)對提高供水部門的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益無疑有著十分重要的意義。在國外集中抄表系德國MEILEK公司開發(fā)的無線發(fā)射式水表，除安裝常規(guī)數(shù)據(jù)采集、處理、存儲模塊外，另設(shè)置無線發(fā)射裝置，通過遠(yuǎn)程裝置接收信號，此種水

3、表不需鋪設(shè)線路和線路維護(hù)、安裝方便。由于單表設(shè)計無線發(fā)射裝置，研究起步也較早，且比較深入，從標(biāo)準(zhǔn)的制定到抄表專用芯片的生產(chǎn)都比較成熟。多種集中抄表技術(shù)得到了相對廣泛的、成功的應(yīng)用，目前在發(fā)達(dá)國家基本上都實現(xiàn)了遠(yuǎn)程集中抄表。在國內(nèi)主要有五種抄表系統(tǒng)：無線抄表、紅外抄表、電話線抄表、總線抄表、電力線載波通信抄表。而本設(shè)計的遠(yuǎn)程抄表方案是基于當(dāng)前中國移動提供的GPRS業(yè)務(wù)，即通過GPRS網(wǎng)實現(xiàn)。下位機(jī)將測得的水表數(shù)據(jù)經(jīng)過協(xié)議封裝后發(fā)送到中國移動的GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)通過無線傳輸?shù)絀nternet網(wǎng)絡(luò)，然后通過TCP/IP協(xié)議與上位機(jī)相連。上位機(jī)可以隨時接收下位機(jī)傳輸來的數(shù)據(jù)，也可以

4、隨時向下位機(jī)發(fā)送抄表命令，并能把下位機(jī)傳來的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)庫存儲起來實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理，以便以后隨時供工作人員查詢。2. 基本內(nèi)容和技術(shù)方案：系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)框圖如下所示：流量傳感器 A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0809數(shù)據(jù)采集部分單片機(jī)STC89C52帶有中文字庫的LCD1602O華為GTM900-CO通信模塊數(shù)據(jù)顯示模塊研究方案：本次研究的目標(biāo)是利用 51系列單片機(jī)AT89C52和 GPRS技術(shù)設(shè)計一個無線抄表系統(tǒng) ，這是一種高效、可靠的自動化抄表系統(tǒng) ，其功能是采集用戶水表數(shù)據(jù) ，經(jīng)過存儲、傳輸和處理 ，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、管理以及預(yù)付費和實時監(jiān)控等?；诖四繕?biāo)把研究任務(wù)主要分為以下三大部分來完成 ：( 1)

5、系統(tǒng)方案的設(shè)計這部分首先介紹了系統(tǒng)設(shè)計原理及基本思路，按照設(shè)計的基本要求將系統(tǒng)分為五大模塊，分別是數(shù)據(jù)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)控制模塊、顯示模塊及GPRS模塊。然后對每個部分分別進(jìn)行論證，對需要的硬件進(jìn)行選型，根據(jù)每個方案的優(yōu)點與缺點，從兩個或多個方案里選擇最優(yōu)方案。(2)系統(tǒng)硬件設(shè)計這部分詳細(xì)介紹了硬件的設(shè)計和布置以及硬件的結(jié)構(gòu)功能。簡單來說，數(shù)據(jù)采集模塊采集由流量傳感器傳來的電壓信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換部分，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送給控制器處理，由單片機(jī)完成對該數(shù)字量的處理，驅(qū)動顯示模塊完成數(shù)據(jù)的實時顯示，并把數(shù)據(jù)通過GPRS傳送給上位機(jī)，此部分對軟件的設(shè)計要求比較高，系統(tǒng)的大部分功能都需要軟

6、件來控制。(3)系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件是一個系統(tǒng)的靈魂，程序設(shè)計是一件復(fù)雜的工作，這部分主要介紹了軟件的算法，流程圖，以及開發(fā)軟件Keil uVision2。先確定主程序流程圖，后確定子程序流程圖，然后根據(jù)流程圖分別編寫出主程序與子程序，經(jīng)調(diào)試后正常運(yùn)行。3. 主要參考文獻(xiàn)：1 張洪潤，劉秀英，張亞凡.單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計（200例上冊）M. 北京，北京航空航天出版社，20052 趙亮，侯國銳. 單片機(jī)C語言編程與實例M. 北京：人民郵電出版社，20033 常喜茂，孔英會，付小寧. C51基礎(chǔ)與應(yīng)用實例M. 北京：電子工業(yè)出版社，20014 白延敏. 51單片機(jī)典型系統(tǒng)開發(fā)實例精講M. 北京：電子工業(yè)出

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