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基于Meter-Bus协议的自动抄表系统的研究与实现

作 者: 李学敏
导 师: 孙静;王威廉;何乐生
学 校: 云南大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: Meter-Bus 自动抄表系统 集中器 线号器
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 17次
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内容摘要


伴随着我国人民生活水平的提高,物业管理水平的发展,网络技术和通信技术的不断发展和现代化智能居住小区的不断涌现,给水、电、气表的抄收工作提出了新的要求。传统的抄表方式已不能满足当今社会的需求,对于传统的抄表系统,存在施工周期长、布线难度大、成本高等问题,同时这样也大大浪费了人力物力。为了满足智能化小区物业管理部门对数据统计及收费管理的需要,弥补当前抄表系统的缺陷,提出了基于Meter-Bus总线的自动抄表系统的研究课题。Meter-Bus总线技术具有传输距离长,通信波特率灵活、抗干扰能力强的特点,其在仪表自动抄读领域应用比较广泛。在本课题研究中,根据功能的不同,将自动抄表系统分为集中器线号器两个部分。本文首先介绍了课题研究的背景、自动抄表系统的概念及国内外研究现状、各种远程自动抄表技术的比较以及课题的主要研究内容和意义。然后详细介绍了Meter-Bus总线的概念以及Meter-Bus总线的工作原理和通信协议,并介绍了该自动抄表系统的功能以及整体设计方案和防雷击技术。论文着重阐述了集中器和线号器的硬件和软件设计,其中集中器的硬件设计包括集中器的硬件原理介绍及其处理器Cortex-M3内核简介,并详细介绍了电源电路和集中器Meter-Bus总线的调制解调原理以及软件开发平台和整体流程设计;线号器的硬件设计包括线号器的硬件原理、CPU模块以及线号器Meter-Bus总线的调制解调原理的介绍,并详细介绍了线号器的软件开发平台和整体流程设计。最后我们对系统作了测试并给出了总结和展望,指出了系统设计的后续工作经过测试表明,该自动抄表系统能够准确的抄读仪表的数据,成功地实现了系统的功能,并体现了系统的操作简单、稳定可靠、抗干扰性强、低功耗等特点。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-12
  1.1 课题研究背景  7
  1.2 远程自动抄表技术  7-8
    1.2.1 远程自动抄表技术简介  7-8
    1.2.2 国内外研究现状及发展趋势  8
  1.3 各种远程自动抄表技术的比较  8-10
  1.4 课题的主要研究内容及意义  10-12
第二章 METER-BUS仪表总线技术  12-24
  2.1 M-BUS仪表总线概述  12-14
    2.1.1 M-Bus仪表总线简介  12
    2.1.2 M-Bus仪表总线的功能特点  12-13
    2.1.3 M-Bus仪表总线的结构模型  13-14
  2.2 M-BUS总线协议的原理  14-16
    2.2.1 M-Bus仪表总线的工作原理简介  14-15
    2.2.2 M-Bus仪表总线下行电压调制  15-16
    2.2.3 M-Bus仪表总线上行电流调制  16
  2.3 M-Bus仪表总线协议  16-20
    2.3.1 帧结构  16-19
    2.3.2 命令帧  19-20
  2.4 集中器的通信协议  20-24
    2.4.1 帧格式  20-21
    2.4.2 本系统实际应用中涉及到的帧格式  21-24
第三章 基于METER-BUS仪表总线协议的自动抄表系统的设计  24-30
  3.1 系统总体设计方案  24-27
    3.1.1 线号器的作用  24-25
    3.1.2 集中器的作用  25
    3.1.3 上位机通讯任务  25-26
    3.1.4 仪表命令包的构成  26-27
  3.2 防雷击技术  27-30
    3.2.1 避雷器的原理及分类  27-28
    3.2.2 本系统采用的防雷击措施  28-30
第四章 集中器的硬件和软件设计  30-37
  4.1 集中器的硬件设计  30-33
    4.1.1 集中器的硬件原理介绍  30-31
    4.1.2 Cortex-M3内核简介  31
    4.1.3 电源电路的设计  31-32
    4.1.4 集中器M-Bus调制解调原理介绍  32-33
  4.2 集中器的软件设计  33-37
    4.2.1 集中器软件开发平台介绍  33-34
    4.2.2 集中器软件整体流程设计  34-37
第五章 线号器的硬件和软件设计  37-45
  5.1 线号器的硬件设计  37-40
    5.1.1 线号器的硬件原理介绍  37-38
    5.1.2 线号器的CPU简介  38
    5.1.3 线号器M-Bus调制解调原理介绍  38-40
  5.2 线号器的软件设计  40-45
    5.2.1 线号器软件开发的平台和工具  40-41
    5.2.2 程序模块的划分  41-42
    5.2.3 线号器软件整体流程设计  42-45
第六章 系统测试  45-48
第七章 总结与展望  48-50
  7.1 总结  48
  7.2 展望  48-50
附录A 集中器电路板实物  50
附录B 线号器电路板实物  50-51
附录C 仪表测试台实物图  51
附录D 系统中涉及到的程序  51-65
参考文献  65-67
在学期间研究成果  67-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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