遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)下位機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、北京交通大學(xué)海濱學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告姓名學(xué)號(hào)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)題目遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)下位機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)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(lái)越大，水表的數(shù)量也迅速增加，同時(shí)居民住宅的質(zhì)量和檔次越來(lái)越高 ，住戶對(duì)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(fèi)人力物力，又不可避免存在人為因素造成的誤差，而且對(duì)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(jì)出一種相對(duì)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(jià)值的，從而自動(dòng)抄表技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。自動(dòng)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(jì)量技術(shù)的完美結(jié)合 ，是提高管理部門自動(dòng)化水平的需要，它將集計(jì)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(dòng)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(duì)提高供水部門的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益無(wú)疑有著十分重要的意義。在國(guó)外集中抄表系德國(guó)MEILEK公司開發(fā)的無(wú)線發(fā)射式水表，除安裝常規(guī)數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)模塊外，另設(shè)置無(wú)線發(fā)射裝置，通過(guò)遠(yuǎn)程裝置接收信號(hào)，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(jì)無(wú)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(duì)廣泛的、成功的應(yīng)用，目前在發(fā)達(dá)國(guó)家基本上都實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程集中抄表。在國(guó)內(nèi)主要有五種抄表系統(tǒng)：無(wú)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(jì)的遠(yuǎn)程抄表方案是基于當(dāng)前中國(guó)移動(dòng)提供的GPRS業(yè)務(wù)，即通過(guò)GPRS網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。下位機(jī)將測(cè)得的水表數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)協(xié)議封裝后發(fā)送到中國(guó)移動(dòng)的GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)絀nternet網(wǎng)絡(luò)，然后通過(guò)TCP/IP協(xié)議與上位機(jī)相連。上位機(jī)可以隨時(shí)接收下位機(jī)傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)，也可以

4、隨時(shí)向下位機(jī)發(fā)送抄表命令，并能把下位機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)起來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理，以便以后隨時(shí)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(kù)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(jì)一個(gè)無(wú)線抄表系統(tǒng) ，這是一種高效、可靠的自動(dòng)化抄表系統(tǒng) ，其功能是采集用戶水表數(shù)據(jù) ，經(jīng)過(guò)存儲(chǔ)、傳輸和處理 ，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、管理以及預(yù)付費(fèi)和實(shí)時(shí)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(lái)完成 ：( 1)

5、系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)這部分首先介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及基本思路，按照設(shè)計(jì)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(duì)每個(gè)部分分別進(jìn)行論證，對(duì)需要的硬件進(jìn)行選型，根據(jù)每個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，從兩個(gè)或多個(gè)方案里選擇最優(yōu)方案。(2)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)這部分詳細(xì)介紹了硬件的設(shè)計(jì)和布置以及硬件的結(jié)構(gòu)功能。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)采集模塊采集由流量傳感器傳來(lái)的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換部分，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送給控制器處理，由單片機(jī)完成對(duì)該數(shù)字量的處理，驅(qū)動(dòng)顯示模塊完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示，并把數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS傳送給上位機(jī)，此部分對(duì)軟件的設(shè)計(jì)要求比較高，系統(tǒng)的大部分功能都需要軟

6、件來(lái)控制。(3)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件是一個(gè)系統(tǒng)的靈魂，程序設(shè)計(jì)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(rùn)，劉秀英，張亞凡.單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)（200例上冊(cè)）M. 北京，北京航空航天出版社，20052 趙亮，侯國(guó)銳. 單片機(jī)C語(yǔ)言編程與實(shí)例M. 北京：人民郵電出版社，20033 常喜茂，孔英會(huì)，付小寧. C51基礎(chǔ)與應(yīng)用實(shí)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(shí)例精講M. 北京：電子工業(yè)出

7、版社，2009 5 趙建領(lǐng). 51系列單片機(jī)開發(fā)寶典M. 北京：電子工業(yè)出版社，2007，1341566 李群芳，肖看. 單片機(jī)原理接口及應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，20077 封亞斌.采用串口通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)Modbus數(shù)據(jù)通信J. 自動(dòng)化儀表，20048 郭天祥. 新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程入門提供開發(fā)拓展全攻略M. 北京：電子工業(yè)出版社，20099 康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)M. 高等教育出版社，199810 胡漢才. 單片機(jī)原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.清華大學(xué)出版社，200211 黃承安，張躍，云懷中. 基于GPRS的遠(yuǎn)程儀表監(jiān)控系統(tǒng)J.中國(guó)科學(xué)，2003（8）：434512 闞江，孫苓生，張明. 基于VB6.0實(shí)現(xiàn)工控軟件和下位機(jī)的串口通信J. 電力自動(dòng)化設(shè)備, 2002（9）：343713 過(guò)金超,劉玉琳,戈民,崔光照,唐耀華. 基于VB界面的上位機(jī)與下位機(jī)的無(wú)線通信J. 鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2005（2）：555714 趙申、蔣鈴鴿. 基于GPRS的無(wú)線數(shù)據(jù)采集與傳輸終端J. 電子產(chǎn)品世界，2004（6）：7134. 進(jìn)度安排：2012年12月2013年1月 選題、制定題目任務(wù)書、查閱資料、撰寫開題報(bào)告；2013年2月 ：查閱資料，了解相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)習(xí)應(yīng)用方法，學(xué)習(xí)仿真軟件；2013年3月 ：完成系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)