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集中抄表系统研究与设计

作　者: 王泽华
导　师: 吴庆洪
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 集中抄表系统串行总线集中器
分类号: TP216
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 17次
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内容摘要

目前我国大部分城市居民自来水缴费方式依靠的是自来水公司员工挨家挨户入户抄收，不仅浪费人力、物力、财力，而且由于人为因素造成的误差现象又不可避免，有时也会对居民的日常生活造成不必要的麻烦。鉴于我国当前经济高速持续发展，农民入城的趋势在增加城市居民小区越建越多，传统的人工抄表方式以不能胜任当前的工作，新的抄表方式集中抄表应运而生。本文设计利用低成本、高性能的ARM-Cortex M3作为集中抄表系统中集中器的主控芯片，集中器和水表之间采用了RS485总线的方式进行数据传输，集中器和主站控制系统通过GPRS无线通信网络进行数据传输。GPRS无线网络数据传输技术因其实时在线和按数据流量计费的特点，使得集中抄表系统集中器中的数据通过无线网络传输到远程的主站控制系统，实现广域范围的控制和管理。本文的创新点是使用十字相连通讯网络，纵向是集中器与水表之间的通信横向是集中器与集中器之间的通信。本文设计的集中器具有成本低廉、性能稳定、安装方便等诸多优点。集中器处于集中抄表系统中的核心位置，其主要功能是接收来自主站管理系统的传送数据的命令，把从底层水表中采集到的数据通过无线网络发送到主站。在本文中，首先介绍了我国集中抄表技术发展的背景和概况，介绍了集中抄表系统组成及其功能特点。接下来从硬件、软件方面介绍了集中器的设计原则、结构、通讯方式等，并具体介绍了集中器硬件的配置情况及各单元工作原理，同时还给出了集中器的硬件组成框图、主程序流程图以及集中器与集中器和集中器与水表数据传输的通信协议。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
1.绪论  9-13
  1.1 课题研究的背景及意义  9-10
    1.1.1 课题研究的背景  9
    1.1.2 课题研究的现实意义  9-10
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  10-11
  1.3 本文研究的主要内容  11-13
2.集中抄表系统概述  13-19
  2.1 水表集中抄表系统介绍  13-14
  2.2 集中器工作原理  14-15
    2.2.1 集中抄表系统方案设计  14-15
  2.3 通信方式设计  15-19
    2.3.1 上行通信信道设计  15-16
    2.3.2 下行通信信道设计  16-19
3.集中器硬件设计  19-29
  3.1 集中器硬件方案设计  19-24
    3.1.1 集中器控制芯片  19-24
  3.2 系统部分硬件电路图介绍  24-29
    3.2.1 RS232 电路  24-26
    3.2.2 字库芯片电路  26
    3.2.3 RF 卡读卡器电路  26-27
    3.2.4 OLED 显示电路  27-28
    3.2.5 集中器硬件总体组成  28-29
4.集中器软件设计  29-53
  4.1 系统要求及功能结构  29-30
  4.2 集中器软件开发环境简介  30-33
    4.2.1 IAR Embedded Workbench 主要特性  30-33
    4.2.2 主程序  33
  4.3 铁电随机存储器模块  33-39
    4.3.1 SPI 通信原理  35
    4.3.2 SPI 在本设计中应用  35-39
  4.4 集中抄表系统字库添加  39-43
    4.4.1 汉字内码  39-40
    4.4.2 汉字区位码  40-41
    4.4.3 内码与区位码的转换  41
    4.4.4 点阵  41-42
    4.4.5 OLED 显示原理  42-43
  4.5 MF RC522 射频卡读卡器  43-53
    4.5.1 接触式 IC 卡与非接触式 IC 卡  43-46
    4.5.2 RC522 读卡器  46-53
5.抄表网络设计及可靠性研究  53-67
  5.1 RS485 技术概况  53-58
    5.1.1 RS485 起源  53-54
    5.1.2 RS485 电气规定  54-56
    5.1.3 RS485 传输距离  56-57
    5.1.4 影响 RS485 通信速率和可靠性因素  57-58
    5.1.5 通信线路防雷措施  58
  5.2 RS485 本文应用  58-67
    5.2.1 字节格式  60
    5.2.2 集中器与水表和集中器与集中器通信帧格式  60-62
    5.2.3 传输  62-63
    5.2.4 程序设计流程图  63
    5.2.5 数据接收部分  63-64
    5.2.6 命令执行部分  64-65
    5.2.7 数据发送部分  65-67
6.总结与展望  67-69
  6.1 总结  67
  6.2 展望  67-69
参考文献  69-72
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  72-74
致谢  74-75
作者简介  75-76

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