【正文】 這是為了確保信號(hào)的幅度是有限的，在 7? +12 V 之間，并且抗過(guò)壓的能力也可以進(jìn)一 步提高。例如芯片 6N137， 6N136 等，或者我們可以優(yōu)化電路 TLP521 參數(shù)（具體的值是可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)固定的），以使其在最佳狀態(tài)下工作。小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 在設(shè)計(jì)電路時(shí)，我們應(yīng)盡量確保電源開(kāi)機(jī) 、系統(tǒng)復(fù)位的情況下， 75LBC184 端 DE 的電勢(shì)為 0。 這可以保證當(dāng)電纜中有有開(kāi)路故障的時(shí)候，可以使正常工作的系統(tǒng)不受到影響。 它采用單電源 Vcc，它可以正常工作電壓范圍為 +3? + V。多計(jì)算機(jī) 通信模式下，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)的破裂，因此可能會(huì)帶來(lái)難以調(diào)查故障。 AT89C51 實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的無(wú)線通信通過(guò)串行端口和無(wú)線 transmittingreceiving 模塊之間的連接 [1]。 所收集的數(shù)據(jù)采集終端是傳播到集中器通過(guò)RS485。最多可以有 128 個(gè)節(jié)點(diǎn) ,具有高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和快速傳輸速度 [6]。 信號(hào)發(fā)送的頻率可以達(dá)到高達(dá) 10 兆赫。許多方面應(yīng)綜合考慮目標(biāo)的系統(tǒng)中：客戶端的分布，客戶端的數(shù)量，地理?xiàng)l件，其 目標(biāo) 來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該系統(tǒng)的擴(kuò)展和更新其兼容性與其它網(wǎng)絡(luò)等。不同的客戶端的工作分開(kāi)，所以他們之間沒(méi)有任何干擾，因此，沒(méi)有數(shù)據(jù)丟失或?qū)⒃斐烧系K。 它通過(guò)數(shù)據(jù)端口的客戶 ,收集終端、集中器進(jìn)行通信。 關(guān)鍵字： AMR， RS485 總線，可靠性 。在實(shí)際應(yīng)用中，可以沒(méi)有依賴的被放置在發(fā)送接收的通信數(shù)據(jù)。例如：由于時(shí)間有限，在上位機(jī)設(shè)計(jì)方面只是初步構(gòu)思用 VB來(lái)編程實(shí)現(xiàn)顯示界面，還沒(méi)有進(jìn)行落實(shí)。 本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)用戶所用水、電和煤氣量的采集并將數(shù)據(jù)傳入單片機(jī)進(jìn)行 存儲(chǔ)和顯示 ，能夠達(dá)到課題所要求的最初目的。 本文實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)遠(yuǎn)程抄表，給小區(qū)用戶和小區(qū)管理者都帶來(lái)了很多的方便。 圖 通信子程序流程圖 串行初始化，設(shè)置波特率及字符格 開(kāi) 始 發(fā)送地址 與從機(jī)地址相符 ？ 從機(jī)應(yīng)答 ？ 發(fā)送命令 接受從機(jī)狀態(tài) 接受數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)接受完？ 返 回 N N N Y Y Y 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 結(jié) 論 隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展， 人們對(duì)家庭環(huán)境的要求越來(lái)越來(lái)高。 鍵盤 掃描子程序流程圖如圖 所示。 EN=0。 DATA=dat。 開(kāi) 始 讀 忙 忙？ 寫顯示內(nèi)容到顯存 LCD 顯示 Y N 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 } /******************************* 寫顯示數(shù)據(jù) *******************************/ void Write_DAT(uchar dat) { CheckBusy()。 EN=1。 RS=0 寫指令， RS=1 寫數(shù)據(jù) RW=0。小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 該設(shè)計(jì)包括先在 LCD16824 上顯示“歡迎使用”，然后根據(jù)按鍵的控制決定顯示哪個(gè)用戶的信息，調(diào)用對(duì)應(yīng)的中斷。i=3。//延時(shí) 5s ClearScreen(0)。//關(guān)閉所有通道 InitLCD()。 鍵盤子程序負(fù)責(zé)掃描鍵盤按鍵，通過(guò)不同按鍵實(shí)現(xiàn)不同顯 示功能。 圖 通信模塊連接圖 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 主程序設(shè)計(jì) 在程序設(shè)計(jì)中，為了確保系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性，提高數(shù)據(jù)采集器程序的執(zhí)行速度和精度，節(jié)約系統(tǒng)資源，采用 C語(yǔ)言編寫，主要是系統(tǒng)控制部分，采用模塊化結(jié)構(gòu)，由各個(gè)子程序完成，在程序設(shè)計(jì)上充分考慮系統(tǒng)各功能模塊之間的協(xié) 調(diào)，監(jiān)控程序用于控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，系統(tǒng)軟件部分控制系統(tǒng)流程圖如圖 。充分考慮到通訊方式主小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 要的選擇原則，如系統(tǒng)通信距離，抗干擾能力和通信速率等，此設(shè)計(jì)選擇具有平衡方式傳輸特性的 RS485 串行接口方式， MAX485 是 MAXIM 公司生產(chǎn) 的用于 RS485 通信的低功率芯片，采用半雙工的工作模式，芯片內(nèi)包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器， MAX485 芯片有 8各管腳組成，如圖 所示。不僅可以實(shí)現(xiàn)半雙工通信，而且可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信。采用雙絞線，當(dāng)傳輸速率為 100kbps 時(shí)，可傳送到 。它允許的最大傳輸速率可達(dá) 10Mbps。 RS485 接口標(biāo)準(zhǔn) RS485 接口標(biāo)準(zhǔn)與 RS422 標(biāo)準(zhǔn)一樣，也是一種平衡傳輸方式的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，它在 RS422A 的基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展。在設(shè)計(jì)通訊接口時(shí)，為了保證通訊的通訊速度，可靠性，抗干擾能力和通訊距離等問(wèn)題，要根據(jù)需要選擇使用哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，同時(shí)考慮傳輸介質(zhì)，通訊控制芯片和電平轉(zhuǎn)換等問(wèn)題。并行的數(shù)據(jù)傳送應(yīng)用在集成電路芯片的內(nèi)部、同一機(jī)箱內(nèi)各個(gè)插件板之間、同一插件板上各個(gè)部件之間等。 圖 24C02 芯片管腳圖 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 表 24C02 芯片管腳功能 管腳名稱 功能 A0 、 A A2 器件地址選擇 SDA 串行數(shù)據(jù) /地址 SCL 串行時(shí)鐘 WP 寫保護(hù) Vcc + 工作電壓 Vss 地 存儲(chǔ)模塊電路 存儲(chǔ)模塊電路如圖 所示。它還采用器件地址的硬件設(shè)置方法，這樣就避免了通過(guò)軟件尋 址器件片選線的方法。由于軟件去抖可以節(jié)省硬件，處理靈活，所以本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用軟件去抖。所以，在設(shè)計(jì)鍵盤模塊時(shí)，怎樣消除抖動(dòng)時(shí)設(shè)計(jì)中必須考慮的問(wèn)題。由于遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)涉及小區(qū)的每個(gè)用戶的電表、水表、煤氣表數(shù)據(jù)的采集，所以如果每家每戶都采用鍵盤控制的話，按鍵數(shù)量相對(duì)較多。 引腳功能簡(jiǎn)介 LCD12864 通常有 20 條引腳線，其中的 2 條線是背光電源線。隨著科技的發(fā)展，液晶顯示模塊的應(yīng)用前景 必 將更加廣闊。 經(jīng)過(guò)上述分析可以知道由傳 感器電路就產(chǎn)生所需采集器記錄的脈沖信號(hào)，并且輸出的脈沖數(shù)和通過(guò)水表的水量、煤氣表的煤氣量成正比。干簧管參數(shù)由表 所示。傳感器實(shí)質(zhì)上是一種基于磁電轉(zhuǎn)換技術(shù) ，依靠傳感器技術(shù)可把普通的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，它是光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的脈沖電路單元。 (1)工作原理 電壓、電流采樣電路是將外部 220V 交流電壓及流過(guò)線路的大電流轉(zhuǎn)變?yōu)?合適的小電壓、小電流信號(hào)，經(jīng)電能專用集成電路轉(zhuǎn)換成隨功率變化的脈沖信號(hào) [10]，單片機(jī)接收到功率脈沖信號(hào)后將數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器、進(jìn)行電能累計(jì)，并讀取時(shí)鐘信號(hào)，遵循先前設(shè)制的時(shí)段分時(shí)計(jì)量，同時(shí)在顯示屏上顯示所需數(shù)據(jù)，最重要的是它可以及時(shí)接收串口的通訊信息。 信號(hào)采集模塊 由于普通電表、水表和煤氣表采集信號(hào)的方式不同，在下文中將分別介紹信號(hào)的采集方法。 由于負(fù)載、電網(wǎng)電壓及溫度的變化都會(huì)是輸出電壓產(chǎn)生波動(dòng)，為避免這一現(xiàn)象，小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 需要在電源電路中接入穩(wěn)壓電路?？紤]本次設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，要把交流電壓 220V 變換為單片機(jī)所需的 +5V 電壓， 使系統(tǒng)穩(wěn)定工作，提高產(chǎn)品的性價(jià)比，決定電源電路的設(shè)計(jì)采用方案如圖 所示。 本設(shè)計(jì)中采用上電且開(kāi)關(guān)復(fù)位，復(fù)位電路如圖 所示。一般來(lái)看，通常的復(fù)位操作有兩種基本形式：上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位和上電復(fù)位。其中 c c2 選擇為 30pF 左右。因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)部本身有高增益反相放大器，所以外接晶振時(shí)，便組成 自激振蕩器，它還產(chǎn)生振蕩脈沖。以單片機(jī)的時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，使單片機(jī)各功能部件都可以按照一定的順序一步一步地工作和運(yùn)行。 P0P3 口 4 個(gè)鎖存器同 RAM 統(tǒng)一編址，可以把 I/O 口當(dāng)作一般特殊功能寄存器（ SFR）來(lái)尋址。 復(fù)位電路：完成系統(tǒng)復(fù)位調(diào)零等功能。 主控機(jī) AT89c51 最小系統(tǒng)構(gòu)成 AT89c51 單片機(jī)的最小系統(tǒng)由單片機(jī)電源電路、復(fù)位電路和時(shí)鐘電路構(gòu)成。同時(shí)由于其價(jià)格很低廉，所以，目前在很大的領(lǐng)域得到應(yīng)用。 MCS51 系列的單片機(jī)在我國(guó)迅速得到廣泛應(yīng)用，并變成電子系統(tǒng)領(lǐng)域普遍的應(yīng)用器件之一，并在家用電器、工業(yè)控制、交通運(yùn)輸、儀器儀表等領(lǐng)域獲得許多成果。 顯示模塊：完成系統(tǒng)顯示功能，可以顯示用戶水量、 電量和煤氣量。 通信模塊：上位機(jī)系統(tǒng)和下位主控機(jī)系統(tǒng)的通信橋梁。本文所設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)主要由上位 PC 機(jī)管理系統(tǒng)、下位主控機(jī)系統(tǒng)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。采用單片機(jī)控制可以使儀器儀表數(shù)字化、微型化、智能化，并且功能相比采用數(shù)字或 電子電路 會(huì)更加強(qiáng)大。飛機(jī)上各種儀表的控制，導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自 動(dòng)化過(guò)程的數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)控制，以及廣泛使用的智能 IC 卡 ，民用豪華汽車的安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 攝像機(jī) 、 錄像機(jī) 、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，及電子寵物、程控玩具等等，這些都離不開(kāi) 單片機(jī) [6]。通過(guò)對(duì)具體系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)和參數(shù)來(lái)確定選擇單片機(jī)機(jī)型 :被測(cè)量的類型、程序的容量、工作速度、數(shù)量、輸終端 (比如記錄和顯示等 )的速度、范圍、分辨率以及方式、系統(tǒng)要求的準(zhǔn)確度、分 辨率和方式等方面來(lái)確定單片機(jī)的容量和位數(shù) ,之后再根據(jù)各控制參數(shù)的要求來(lái)確定采用專用型還是普通型單片機(jī) [5]。單片機(jī)系統(tǒng)是以軟件控制、運(yùn)算及分小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 析作為特點(diǎn)的具有人工智能的一種新型系統(tǒng)。系統(tǒng)功能 正在逐步完善，除了抄表之外，還具有遠(yuǎn)程控制、線損統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)收費(fèi)、用電考核并和銀行聯(lián)網(wǎng)等。德國(guó)的 D— Tech 公司則專門開(kāi)發(fā)了一種 SMI 專用模塊，可以用于采集電子式電能表的數(shù)據(jù)，它以 400 脈沖 /度或 800 脈沖 /度向外輸出數(shù)據(jù)，對(duì)于我國(guó)而言，雖然對(duì)遠(yuǎn)程抄表的相關(guān)技術(shù)研究起步相對(duì)比較晚，但是其發(fā)展是很快的。 在近幾年來(lái)，遠(yuǎn)程抄表技術(shù)在國(guó)內(nèi)外逐漸發(fā)展起來(lái)，國(guó)內(nèi)外的很多國(guó)家都在開(kāi)發(fā)智能化抄表系統(tǒng)的研制工作。是否能夠有效地解決小區(qū)能耗表的抄收問(wèn)題將直接或間接地影響居民居住的舒適性和便捷性，同時(shí)也會(huì)影響到 當(dāng)?shù)匚飿I(yè)公司的工作。隨著智能大廈和智能化住宅小區(qū)先后出現(xiàn)，也逐漸實(shí)現(xiàn)了小區(qū)網(wǎng)上物業(yè)管理、安防聯(lián)網(wǎng)報(bào)警等更現(xiàn)代化的生活，但對(duì)于很多問(wèn)題的解決近幾年還處于較低的水平，如查表出戶問(wèn)題及耗能表的計(jì)量。 以單片機(jī)為控制核心的小區(qū)遠(yuǎn)程抄表，主要根據(jù)單片機(jī)對(duì)水電和煤氣信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的分析、處理、控制和驅(qū)動(dòng)顯示，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，采用軟件的方 法對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，減少了電路設(shè)計(jì)難度，并使得遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)在實(shí)際生活中得到良好的應(yīng)用。 關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)；遠(yuǎn)程抄表； AT89C51 II ABSTRACT In view of the the residential quarters of the water meter, electricity meter and gas meter,this article was used in the design of meter reading system. This system was designed to utilize integrated munication technology, sensor technology and microprocessor realized with water, electricity, gas, tasks such as data acquisition, processing, storage, transmission, thus made every household in the village’s information accurately deliver to the village39。硬件部分包括：信號(hào)采集以及工作原理、液晶顯示、鍵盤控制和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等。 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 作 者 姓 名： 吳 煜 昊 學(xué)科、專業(yè) ： 電子信息工程 學(xué) 號(hào) ： 10424060 指 導(dǎo) 教 師： 蔡 睿 妍 完 成 日 期： 大連大學(xué) Dalian University 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 總計(jì) : 畢業(yè)論文 54 頁(yè) 表 格 3 表 插 圖 16 幅 指導(dǎo)教師： 蔡 睿 妍 評(píng) 閱 人： 完成日期： I 摘 要 這篇文章是針對(duì)住宅小區(qū)所用的水表、電表及煤氣表所作的抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)。