【正文】 此外，我們?cè)O(shè)置信號(hào)限幅二極管 VD1? VD4 完全兼容， VD1 和 VD3 電壓調(diào)節(jié)值是 12V， VD2 和 VD4 為 7V。 因此，電磁干擾（ EMI），可以有效地停止 /保持。 3 .RS485 總線的可靠性設(shè)計(jì) RS485 總線接口電路的設(shè)計(jì) 選擇的 SN75LBC184 接口芯片 [4,5] 選擇 SN75LBC184 作為接口芯片的 rs 48布線原則是是圖 2所示。 有是不需維護(hù)的力量在收集設(shè)備以保證的工作后 ,切斷電源 ,保護(hù)數(shù)據(jù)、接受和執(zhí)行命令的 上位 機(jī)。 節(jié)點(diǎn)的數(shù)量變化小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27 的基礎(chǔ)在接口驅(qū)動(dòng)芯片。 RS485 是國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)。 遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)具有獨(dú)立的客戶端處理設(shè)備。 通過這種方式 ,網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性系統(tǒng)可以 得到 改善。 當(dāng)然，本課題設(shè)計(jì)因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系存在著不足和需要改進(jìn)的地方 。遠(yuǎn)程抄表的核心部件是單片機(jī)，因其極高的性價(jià)比得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，從而加快了遠(yuǎn)程抄表的發(fā)展。程序設(shè)計(jì)中先判斷按鍵編碼，然后依據(jù)每個(gè)編碼把鍵盤所代表的數(shù)值送入相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，然后可實(shí)現(xiàn)功能選擇或數(shù)據(jù)處理。// R/W=L ， E=H→ L數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR //_nop_()。 // :命令 //delayms()。主程序一開始運(yùn)行則設(shè)置堆棧起始地址為 00H，設(shè)置寄存器，首先系統(tǒng)進(jìn)入主函數(shù)進(jìn)行初始化，使其各個(gè)指令、數(shù)據(jù)寄存器的值進(jìn)行清空，屏幕不顯示任何字符。//開機(jī)畫面 delay()。 顯示子程序負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)顯示在 LCD液晶顯示屏上，可以顯示每 個(gè)用戶所消耗的水量、電量和煤氣量。 5V 輸出需要雙電源或者一個(gè)價(jià)格昂貴的接口芯片。 ④傳輸距離遠(yuǎn)。 RS232 接口標(biāo)準(zhǔn) RS232 最初是為遠(yuǎn)程通信直接數(shù)據(jù)終端設(shè)備 DTE 與數(shù)據(jù)通信設(shè) DCE 而制定的，它是串行通訊中目前應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線，該標(biāo)準(zhǔn)適用于 DCE 和 ETE 之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的串行二進(jìn)制通信，通信速率為 4800， 9600， 1920xxbps等，最高通信速率為 [15]，在通信速率不高于 20kbps 時(shí)、 RS232 所能連接的最遠(yuǎn)距離為 15m，驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載電容應(yīng)小于 2500pf[15]，為保證設(shè)備控制準(zhǔn)確的完成、二進(jìn)制數(shù)據(jù)能夠正確傳送，有必要使所 用的信號(hào)電平保持一致，為此 RS232 規(guī)定 +3— +15V 之間的任意數(shù)據(jù)表示邏輯“ 0”電平， 3— 150 之間的任意電壓表示邏輯“ 1”電平。并行傳遞的距離通常小于 30m。本設(shè)計(jì)為了確保系統(tǒng)斷電后數(shù)據(jù)不丟失，選用 I2C總線進(jìn)行 E2PROM 串行擴(kuò)展， I2C總線只需要兩根線，即串行時(shí)鐘線 SCL 和串行數(shù)據(jù)線 SDA，便可以實(shí)現(xiàn)器件之間的全雙工數(shù)據(jù)傳送。 鍵盤模塊的電路圖如圖 所示： 圖 鍵盤模塊的電路圖 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 由于目前使用的開關(guān)都是機(jī)械彈性開關(guān)，開關(guān)觸點(diǎn)的合、斷操作就對(duì)應(yīng)一個(gè)電壓信號(hào)，但是通常因?yàn)闄C(jī)械開關(guān)觸點(diǎn)的彈性作用，當(dāng)鍵盤閉合時(shí)，不會(huì)馬上很穩(wěn)定地接通，而按鍵斷開時(shí)，也不會(huì)馬上斷開，這樣就出現(xiàn)了“抖動(dòng)”現(xiàn)象（時(shí)間一般為 5~10ms）。它可以顯示 8 4行 16 16 點(diǎn)陣的漢字，在本次設(shè)計(jì)中主要用其直觀顯示出某用戶家里所使用水表、電表和煤氣表的讀數(shù)。那么，設(shè)計(jì)傳感器電路應(yīng)用電阻的分壓作用在輸出端就會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)電壓，從而完成電信號(hào)和開關(guān)量之間的轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)將普通的水表和煤氣表進(jìn)行改進(jìn)，在其上安裝傳感器，這樣一來，就可以將普通儀表的機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而可以直接與單片機(jī)進(jìn)行連接。再通過濾波電路進(jìn)行濾波而得到平滑的直流電壓，再經(jīng)過 LM7805 的穩(wěn)壓作用，在輸出端會(huì)產(chǎn)生 5V 的穩(wěn)壓直流電， AT89C51 平時(shí)正常工作時(shí)的電壓就由此電路供給。 （ 4）主控機(jī) AT89c51 電源模塊 根據(jù)設(shè)計(jì)需要，本系統(tǒng)中需要一個(gè)電源模塊。若 RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就會(huì)一直在循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。構(gòu)成內(nèi)部振蕩方式的方法是在引腳 XTAL1 和 XTAL2 外接陶瓷振蕩器或晶體諧振器。它們都是準(zhǔn)雙向端口，每個(gè)端口各有 8 條 I/O 線，均可輸入 /輸出。與 80C51 相比， 89C51單片機(jī)有一種掉電方式或者空閑方式可以達(dá)到節(jié)電的目的。 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6 下位主控機(jī) 下位主控機(jī)芯片選擇 單片機(jī)的典型代表是 Intel 公司研制出來的 MCS51 系列的單片機(jī)。 系統(tǒng)各部分模塊主要功能如下： 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 上位機(jī)模塊：上位機(jī)即 PC 機(jī)，它根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的時(shí)間 , 查詢各脈沖采集模塊中的數(shù)據(jù)，對(duì) 數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算、數(shù)據(jù)報(bào)表、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制等操作，統(tǒng)計(jì)用戶的用水量、用電量、用煤氣量并隨時(shí)抄送 , 當(dāng)遇到某個(gè)特殊的情況時(shí) ,則需要對(duì)某一用戶單獨(dú)進(jìn)行復(fù)查等。 單片機(jī)具有功耗低、體積小、擴(kuò)展靈活、控制功能強(qiáng)、微型化及使用方便等優(yōu)點(diǎn)，它廣泛應(yīng)用于各種儀器儀表中，可結(jié)合不同類型的 傳感器 ，實(shí)現(xiàn)諸如頻率、濕度、溫度、電壓、 功率 、厚度、角度、流量、速度、長度、硬度、壓力、元素等物理量的測(cè)量。 單片機(jī)是應(yīng)用系統(tǒng)中的主控部件 ,它直接能夠影響整個(gè)系統(tǒng)性能的好壞。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)顯示，安裝智能抄表的用戶超過了 250 萬戶抄表技術(shù)多樣化：總線、紅外、載波、超窄帶和工頻[4]，抄表方式的多樣化：單表和多表。因此，遠(yuǎn)程抄表方式即滿足客觀要求，又能提高能源管理的先進(jìn)性化水平和現(xiàn)代化水平，是促使小 區(qū)遠(yuǎn)程抄表方式向數(shù)字化和自動(dòng)化方向發(fā)展的方式 [3]。目前，各個(gè)領(lǐng)域、生活的方方面面的無限的發(fā)展空間隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)日新 月異地發(fā)展也不斷擴(kuò)大，當(dāng)然，在建筑領(lǐng)域也同樣。正因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有結(jié)構(gòu)簡單和成本較低等優(yōu)點(diǎn)，所以它有很廣闊的市場推廣價(jià)值。 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 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)。 關(guān)鍵字：單片機(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。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)于很多問題的解決近幾年還處于較低的水平，如查表出戶問題及耗能表的計(jì)量。 在近幾年來，遠(yuǎn)程抄表技術(shù)在國內(nèi)外逐漸發(fā)展起來，國內(nèi)外的很多國家都在開發(fā)智能化抄表系統(tǒng)的研制工作。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。通過對(duì)具體系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)和參數(shù)來確定選擇單片機(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)的要求來確定采用專用型還是普通型單片機(jī) [5]。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。 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。 MCS51 系列的單片機(jī)在我國迅速得到廣泛應(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。 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。 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）來尋址。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。一般來看，通常的復(fù)位操作有兩種基本形式：上電或開關(guān)復(fù)位和上電復(fù)位?？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。 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。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。 經(jīng)過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)和通過水表的水量、煤氣表的煤氣量成正比。 引腳功能簡介 LCD12864 通常有 20 條引腳線，其中的 2 條線是背光電源線。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)中必須考慮的問題。它還采用器件地址的硬件設(shè)置方法，這樣就避免了通過軟件尋 址器件片選線的方法。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。 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。采用雙絞線，當(dāng)傳輸速率為 100kbps 時(shí)，可傳送到 。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。 鍵盤子程序負(fù)責(zé)掃描鍵盤按鍵，通過不同按鍵實(shí)現(xiàn)不同顯 示功能。//延時(shí) 5s ClearScreen(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。 EN=1。 DATA=dat。 鍵盤 掃描子程序流程圖如圖 所示。 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)管理者都帶來了很多的方便。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來編程實(shí)現(xiàn)顯示界面，還沒有進(jìn)行落實(shí)。 關(guān)鍵字： AMR， RS485 總線，可靠性 。不同的客戶端的工作分開，所以他們之間沒有任何干擾，因此，沒有數(shù)據(jù)丟失或?qū)⒃斐烧系K。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]。 AT89C51 實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的無線通信通過串行端口和無線 transmittingreceiving 模塊之間的連接 [1]。 它采用單電源 Vcc，它可以正常工作電壓范圍為 +3? + V。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)盡量確保電源開機(jī) 、系統(tǒng)復(fù)位的情況下， 75LBC184 端 DE 的電勢(shì)為 0。這是為了確保信號(hào)的幅度是有限的，在 7? +12 V 之間，并且抗過壓的能力也可以進(jìn)一 步提高。因此，它具有較強(qiáng)的抗干擾和抗過壓能力。 設(shè)置一個(gè)線性斜坡驅(qū)動(dòng)的芯片可能有助于防止輸出信號(hào)邊緣從過于陡峭的 ,不會(huì)有太