基于单片机的远程抄表系统的设计-学士论文

基于单片机的远程抄表系统的设计-学士论文内容摘要：

y,through remotemunicationof electric energy data ofthe user to monitor the meter data collected at the same time,the userand transmits the data to thecontrol centermeter readingcan not only save a lot ofresourcessavingcost for electricmeter reading of relevant departments,but also brings convenience to the majority of accuracy ofremote operationofremote meter reading systemanditssystem,data transmission ismore convenient,but also changed thedata errors caused bymanual meter make up for defects of manual meter reading in the power sector,power management mode to forward the intelligent.This paper discussesthe design of data acquisitionand the hardware and softwareto analyze the characteristics of thepressureat the same time,the powernetwork to do adetailed understanding on theresearch and development of aAT89C52 for the controlcenter,at the same time with theremote automatic meter reading systemhardware and software design ofremote information collection.Keywords:Automatic meter reading system。 AT89C52。 Digital signal processing。 2RS485 潍坊科技学院学士学位论文 目 录目 录1 前 言 1 远程抄表系统的国内外概况 1 设计目的与意义 2 远程抄表系统 2 存在问题 3 本章小结 42 系统的硬件结构 5　系统的总体结构 5 智能抄表系统中各模块的设计 6 本章小结 173 抄表系统的软件设计 18 软件设计要求 18 主程序的软件设计 18 子程序设计 20 本章小结 264 系统的仿真 27　仿真原理图 29　仿真结果图 29 本章小结 29结论 30参考文献 32附录A 331 潍坊科技学院学士学位论文 前 言 1 前 言 远程抄表系统的国内外概况远程抄表系统就是供电中心通过远程通讯的方式自动的获取管辖范围内的用户电表数据。 通过网络通信以及其他通讯设备，不仅节省了开支，同时还可以连接不同的地区进行抄表传送与实时监测。 远程抄表系统的工作效率高，适用范围较广。 本文着重介绍远程抄表系统的硬件，软件以及调试等内容。 电力公司通过使用远程抄表系统，不仅能够节约大量的人力资源，而且还提高了抄表的精确性，避免了因人工抄表带来的账单篡改或者抄写错误，使电力部门能够获得精确的信息。 由于这种方式不但能够节约时间而且能够迅速查询深受广大用户的支持。 伴随着现代化管理技术的发展，越来越多的部门实现了智能化管理，相应着抄表技术也慢慢的向着智能化的方向迈进智。 从国内外的报道来看，远程抄表系统在各个领域得到得到很大发展能抄表技术得到了广泛应用。 九十年代以来，美国在AMR技术的开发和应用上取得了长足的进步。 据资料披露，美国在1990年度，共有791项AMR应用项目，其中约有550万台电表实现了自动抄表。 而这个时期主要是采用的EMR(Reading and entering data on a handheld puter keyboard)采用手持计算机的人工抄表；随后开发了OMR(off site meterreading)无线方式的户外抄表[1]。 城镇化的迅猛发展以及居民生活水平的不断提高，人工抄表的方式已经远远落后于现代化发展的需要。 在国内，虽然对智能抄表技术的研究远远的落后于西方发达国家，但是我们对其的刻苦研究已经取得了很大进步。 目前对国内来说生产智能抄表的厂家在智能化抄表市场上所占份额较大。 通过相关部门检测的厂家接近100家，接受审理的专利高达165项。 据不完全统计，大约有300万户居民安装了智能表，抄表技术向着多样化的方向发展。 系统功能也逐步完善，除了单纯的抄表还有远程操控以及银行联网。 智能抄表系统主要由智能表，通信网络以及各种连接设备组成。 智能抄表技术根据采集模块采集电表数据方式的不同，分为远程抄表和本地抄表两种方式。 本地方式一般给电表装上红外线转换装置，将电表数据转换为红外线信号，工作人员抄表时一般随身携带抄表微机在红外线可见的距离内抄取数据。 1. 2 设计目的与意义随着中国国民经济和电力工业的飞速发展，对资源的消耗也越来越显著，在一些经济发达省份的电力已经非常紧张，一旦天气炎热，更频繁的停电。 而且随着人们生活水平的提高和改善，电力已经成为人们日常活动不可或缺的一部分。 传统的电力已经不能满足人们的需要。 更好的服务水平和优质的供电质量成为电力改革的一大热点。 电力的发展过程逐步从因负荷过高而拉闸限电的模式转为智能化供电按所需分配的模式。 一套优质的电网运行管理系统能够实时的对用户的电网电压运行状况进行监测，能够智能化的调整电网运行时的负荷，精确的定位电网故障发生处，提前做出故障警示，避免发生供电隐患成为供电部门提高供电质量以及更好的服务的必经之路[2]。 在电网技术和管理模式急需改进优化的双重压力下，智能抄表系统慢慢的在抄表市场中发展起来。 远程智能抄表技术将计算机技术、通信技术以及数字处理技术于一体，有计算数据精确，抄表效率高错误率低的优点。 通过远程技术对用户电表数据进行采集、分析，并将数据传送给供电处理中心，远程抄表技术解决了人工抄表所带来的难题。 但是由于用户居民多数所用的是低压电力，而且分布范围较广，对于电力部门来说，不便于进行管理。 因此，本文以AT89C52单片机为核心，将远程通信技术、数字信息处理技术结合起来设计出远程抄表系统。 通过利用远程自动抄表技术对广大用户的电表进行电量采集，不但实现了远程对电能表的监控，而且减少了部门的工作量。 通过远程抄表技术，减少了人力物力等资源浪费。 供电部门的工作效率逐步提高，真正实现了用电管理的的智能化。 远程抄表系统 抄表系统的抉择(1)在设计系统的过程中，需要基于以下几个方面的考虑：①抄表系统要有良好的存储功能，以便在出现紧急情况的前提下，将用户的电表数据存储下来，保证电表数据不会丢失。 ②具有较强的抗干扰能力，当工作在强大的干扰源旁边时，能够及时调整电表本身参数的设置。 ③具有较强的适应能力，能够适应各种场合。 (2)具备的功能 实现远程自动抄表的功能，在抄表系统的中设计的采集模块将会对用户电表中的数据进行采集，并经过数据转换。 最后通过网络通讯技术将采集到的数传送给相关的数据中心或者供电部门等功能。 远程抄表系统构成电表数据处理中心通讯设备集中器电表电表电表 远程抄表系统的组成(1)在图中所示的远程抄表系统由若干个采集器采集用户中的电表数据，处理完成后传送到集中器中。 (2)通过网络通信或者电话线等传输网络将集中器中的数据传递给数据处理中心。 存在问题论文以整个远程抄表系统为研究对象，在详细了解国内外研究技术的基础上，结合自身专业知识，设计出一套以AT89C52为系统内核结合其它芯片的智能抄表系统。 这套系统不但能实时监测居民用户的电表数据，而且能够根据有关参数计算采集到的电表数据，并根据用户的需要及时的显示用户所需的信息。 当然在设计问题的过程中还需要解决以下几个问题： （1）根据实际需要设计抄表系统。 在研究各个模块应该实现功能的基础上，设计硬件、软件组成。 用户电量的采集，电表数据的传输以及硬件模块与上位机的通信。 在设计过程中为了能够减少硬件损耗增强系统性能，需要选择性能良好、功能强大的芯片。 （2）编写能够使系统运行的程序。 利用汇编语言编写系统所需的功能包括数据的采 集以及处理，编写采集模块与上位机的通讯程序，使两者能够进行数据交换[3]。 （3）确定通信方式以及通信标准。 通过采用串行异步通讯的技术，采集器采集到的 数据以及设备可以通过数据总线传送到数据处理中心的计算机，由供电部门进行处理，实现远程智能抄表的功能。 本章小结本章详细介绍了抄表系统的现状以及以后的发展趋势。 本章的内容是必要简介知识，也是以后各个章节的基础。 只有充分了解了抄表系统的国内外研究现状和优缺点，才能更好的去设计抄表系统，改善系统的性能，达到设计的要求。 29潍坊科技学院学士学位论文 硬件设计　　　　　　　　　　　2 　系统的硬件结构　　系统的总体结构在详细了解国外目前电能表系统的基础上，同时结合国内电能表发展技术。 利用所学的知识设计出一套切合实际的远程抄表系统。 现阶段所设计的智能抄表具有脉冲计数、数据信息处理、数据显示、而且还有与控制中心通信等的功能[4]。 监控模块显示断电保护 CPU AT889C52外围存储通信网络小区主机时钟通讯接口采集模块驱动显示时段RS485直流稳压RS485辅助电源 总体结构图系统的整体工作原理如下: （1）采集模块通过对用户电表脉冲数据的采集，然后经过A/D转换成数据信息。 （2）AT89C52根据时钟模块设定时间指令，定时的采集数据将其存放在外部的 RAM之中，通过RS485将数据传给上位机同时将数据传给显示屏显示。 （3）在上位机工作的模式之中分为定时抄送和随时抄送两种模式。 定时抄送：根据设定的时间进行数据采集；随时抄送：当特殊情况发生时，需要对特定的用户进行查询。 本文的设计系统采用两种方式都工作的模式。 智能抄表系统中各模块的设计，抄表系统主要由CPU、电源模块、数据的采集与传输模块、时钟模块，A/D转换模块等组成，这些模块都是抄表系统的重要组成部分。 每一部分的正确选择与连接，对硬件电路的设计是非常重要的。 CPU的选型 (1)作为系统运行最重要的环节，CPU的良好运行关系到抄表系统的整体状况。 在本文的设计过程中所用到的芯片是由ATMEL公司生产的低能耗，高性能的单片机，其片内特有的8k Bytes ISP的可多次擦写的Flash只读程序存储器可兼容MCS51系列的单片机的指令系统及功能。 AT89C52芯片价格便宜，适合对大批量的精密仪器进行改造而且适用于复杂环境下的操作。 现在对其引脚及其具备的功能做一个详细介绍。 ①与MCS51系列的单片机在功能和结构上大体相同。 ②内部设置8KB闪存，其地址空间为256个RAM单元。 ③全静态操作0Hz33MHz。 ④芯片有32个双向I/O端口。 ⑤芯片内有3个十六位定时/计数器以及WDT电路。 ⑥AT89C52共有8个中断源。 ⑦2个全双工串行通信口以及可编程串行通道。 (2)AT89C52管脚说明: ①VCC:电源正极输入端。 ②GND:电源接地端。 ③P0,P1,P2,P3口 P0口:P0口是一个8位的数据总现输入口，其中每一个端口都可以吸收8TTL门电流用于驱动电路。 当P0口写入1时，定义为高阻抗输入。 P0端口的电阻被上拉时，能够作用于外部的数据存储器，P0端口作为原码输入端。 而在FLASH编程的时候，P0口接收指令，当程序校验的时候P0口输出指令。 P1口：内部有8位上拉电阻的双向I/O端口。 它能吸收4TTL门电流用于驱动逻辑门电路，P1口写入1后，可作用与输入。 P1口为低电平时由于内部上拉，输出电流。 当FLASH校验时，P1口接收低8位的地址。 P2口：P2口是一个8位的其内部具有上拉电阻的I/O端口,它可以输出4个TTL门电流。 当P2端口被写入1时电阻上拉成为高电平，作为输入口使用，由于受内部电阻上拉，引脚被信号降低所以会输出一个电流。 当FLASH校验时，P2口接收高8位的地址信号。 P3口：P3口内部具有8位上拉电阻的双向I/0端口，可以使4。