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智能水表抄表系统的研究与设计

作　者: 姜启
导　师: 文方
学　校: 贵州大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: GPRS PIC18F452单片机 RTU RF通信协义 SQL数据库
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 87次
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内容摘要


本文提出了基于GPRS网络的远程无线水表抄表系统,该系统主干网采用GPRS通信,远端测控单元端(RTU)与水表端采用射频(RF)通信。通过扩展RF模块与RTU端组成RF无线局域网,可以将水表、电表、气表等户用仪表集成到一个抄表管理系统。本文着重介绍了抄表系统的RTU设计、RF通信协议设计以及上位机管理系统设计。RTU主要包括GPRS模块、RF模块、LCD模块及微处理器。由于GPRS模块和RF模块都是通过串口与CPU通信,因此RTU采用了两块PIC18F452微处器,这样还有利于扩展RTU端的存储空间。RF通信协议的设计主要包括通信数据包格式的定义,CRC校验的实现、自动纠错功能的实现以及数据包发送、接收的流程。上位机管理系统的设计包括数据库的设计和应用程序的设计。本文采用了SOL SERVER 2000关系型数据库,应用程序用ADO(Microsoft ActiveX Data Objects)对数据库进行访问。应用程序采用Visual C++6.0的MFC实现。整个管理系统实现了用户信息管理功能、自动抄表功能、对数据库的查询、打印以及数据的导出功能。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
第一章 绪论  7-14
  1.1 课题背景及意义  7-8
  1.2 智能水表抄表系统的国内外研究现状及水平  8-12
    1.2.1 智能卡制抄表系统  8
    1.2.2 总线制抄表系统  8-9
    1.2.3 无线通讯制抄表系统  9-11
    1.2.4 公众电话网制抄表系统  11-12
  1.3 本课题研究的主要内容  12-14
第二章 GPRS通信技术  14-19
  2.1 GPRS概述  14
  2.2 GPRS的性能特点  14-15
  2.3 GPRS网络结构  15-17
  2.4 GPRS网络传输协议平台  17-18
  2.5 GPRS的新应用和局限性分析  18-19
第三章 智能水表抄表系统的硬件设计  19-44
  3.1 系统的总体结构及其描述  19-21
  3.2 PIC18F452-I/P单片机的介绍  21-26
  3.3 ZSD3120 GPRS模块介绍  26-33
  3.4 无线收发模块PTR2000介绍  33-36
  3.5 液晶显示器FM12864简介  36-39
  3.6 PIC18F452单片机最小系统设计  39
  3.7 ZSD3120模块与PIC18F452单片机接口电路设计  39-40
  3.8 PTR2000模块与PIC18F452单片机接口电路设计  40-41
  3.9 YM12864模块与PIC18F452单片机接口电路设计  41-42
  3.10 74LS244简介及LED显示电路设计  42-44
第四章 智能水表抄表系统下位机的软件设计  44-67
  4.1 下位机系统软件概述  44
  4.2 GPRS、RF无线通信软件设计概述  44
  4.3 GPRS模块与PIC18F452单片机的串口通信  44-47
    4.3.1 GPRS数据包的定义  45-46
    4.3.2 GPRS数据包的接收  46
    4.3.3 GPRS数据包的发送  46-47
  4.4 简单RF通信协议的设计  47-58
    4.4.1 简单无线通信的概述  47-49
    4.4.2 PTR2000的重要时序  49-51
    4.4.3 RF数据包的定义  51-52
    4.4.4 CRC校验  52-53
    4.4.5 RF数据包自动纠错功能的实现  53-54
    4.4.6 串口中断方式接收RF数据包的实现  54-56
    4.4.7 发送RF数据包  56-58
    4.4.8 查询接收RF数据包  58
  4.5 水表端软件设计  58-61
  4.6 RTU端软件设计  61-67
    4.6.1 RTU端PIC18F452单片机1(与PTR2000相连)软件设计  62-63
    4.6.2 RTU端PIC18F452单片机2(与GPRS相连)软件设计  63-67
第五章 智能水表抄表系统上位机(PC机)的软件设计  67-74
  5.1 概述  67
  5.2 数据库系统  67-70
    5.2.1 数据库设计  67-69
    5.2.2 数据库的访问  69-70
  5.3 应用程序设计  70-74
    5.3.1 与GPRS通信的类及函数介绍  70-71
    5.3.2 与数据库通信的类及函数介绍  71-72
    5.3.4 显示查询数据相关类  72
    5.3.4 显示查询数据相关类  72-73
    5.3.5 导出到EXCEL类相关介绍  73-74
第六章 实验结果  74-81
  6.1 上位机管理系统运行结果  74-78
  6.2 下位机实验装置及结果  78-79
  6.3 结论与展望  79-81
    6.3.1 结论  79-80
    6.3.2 展望  80-81
致谢  81-82
参考文献  82-85
附录  85-86

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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 > 数据收集和处理系统
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