【正文】 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。 G 為 1,2,8,16 取決于 PGA 的增益，由 GO 和 G1 的邏輯輸入決定 。AD7755 通過計(jì)算通道 1 和通道 2 兩個(gè) 輸入電壓的乘積，然后對乘積進(jìn)行低通濾波，獲取有功功率信息。時(shí)鐘 RAM 的讀 寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或者多大 31 個(gè)字節(jié)的字符組成的方式通信， DS1302 工作時(shí)候的功耗很小，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于 1MW (2)DS1302 芯片功能介紹 ① 實(shí)時(shí)時(shí)鐘具有計(jì)算 2100 年之前的秒、分、日、日期、星期、月、年的能力，同時(shí)還有閏年的調(diào)整能力。10V 電壓，所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只需單一的 +5V 電源供電就夠了。這里的 “請求發(fā)送 ”線往往還連接著對方的 “載波檢測 ”線，這是因?yàn)? “請求發(fā)送 ”信號(hào)的出現(xiàn)類似于通信通道中的載波檢 出。 15米以上的長距離通信則需要加調(diào)制解調(diào)器 (MODEM)。例如采用 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行單向數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為 20Kb/s，最大 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 傳輸距離為 15 米，而改用 RS422 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，最大傳輸速率可達(dá) 1OMb/s，最大傳輸距離為 300 米，適當(dāng) 的降低數(shù)據(jù)傳輸速率，傳送距離可達(dá) 1200 米。20mA 電流環(huán) 。它提供了三個(gè)時(shí)間值，供選擇，它所具有的電壓監(jiān)控功能還可以保護(hù)系統(tǒng)免受低電壓的影響，當(dāng)電源電壓降到允許范圍之內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)復(fù)位。 ① CS/WDI:芯片選擇輸入，當(dāng) CS 是高電平時(shí)，芯片未選中，并將 SO 置 為高阻態(tài)，器件處于標(biāo)準(zhǔn)的功耗模式，除非一個(gè)向非易失單元寫的周期開始，在 CS 是高電平時(shí)，將 CS 拉低將使器件處于選擇狀態(tài)，器件將處于工作功耗狀態(tài)，在上電后任何操作之前，CS 必須有一個(gè)高變低的過程。 ④ 使用特定的編程順序即可對低壓電壓檢測和復(fù)位開始電壓進(jìn)行程 : ⑤ 復(fù)位電壓可以低至 VCC=1V。每一個(gè)引腳可以推動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 負(fù)載 。 ⑧ PSEN:此為 “Program Store Enable”的縮寫 .訪問外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)，低電平有效。 ④ XTAL2:接外部晶振的一個(gè)引腳。 ⑦ 可編程串口通道。 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 抄表系統(tǒng)的各功能模塊設(shè)計(jì) 這是整個(gè)抄表部分的核心部分，由圖 可知，主要由 CPU(MCU)、直流穩(wěn)壓、斷電控制、顯示、系統(tǒng)保護(hù)、時(shí)鐘、外圍儲(chǔ)存電路、數(shù)據(jù)的上傳、數(shù)據(jù)的下遞、電源、數(shù)據(jù)采集等組成。本課題為了避免上述現(xiàn)象的出現(xiàn)，在硬件和軟件上做了大量的工作，確保計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性。 (2)編寫實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的軟件。 (2)通過電話線或者其他的接入網(wǎng)絡(luò)傳到傳入網(wǎng)絡(luò)。隨著電子計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展給世界的各個(gè)領(lǐng)域帶來了無限的發(fā)展空間，建筑領(lǐng)域也不例外，智能大廈、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)替、寬帶上網(wǎng)等，但對于耗能表的計(jì)量及其查表出戶的解決還處于較低的水平。在使用雙絞線，信號(hào)速率小于 100kbs 時(shí)，傳輸距離可達(dá) 1200m。在發(fā)送端，信號(hào)首先對某個(gè)載頻進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制器輸出的窄帶已調(diào)信號(hào)再送及擴(kuò)頻器進(jìn)行二次解調(diào)，輸出的信號(hào)為寬帶 已 調(diào)信號(hào)。因此如何抑制干擾 ,提高通信的可靠性是首要考慮的。信號(hào)的衰減與距離的關(guān)系，一般來說，成正比關(guān)系，傳輸?shù)木嚯x越長，信號(hào)的衰減程度也就越大、衰減得越厲害。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送器先將數(shù)據(jù)調(diào)制到 —高頻載波上 ，再經(jīng)過功率放大后通過 耦合 電路禍合到電力線上。其特點(diǎn) 是傳輸頻帶較寬，通信容量較大 (可達(dá)幾千臺(tái) )，通信距離較長 (一般幾十公里，還可以通過中繼站延伸到更遠(yuǎn) )。 (1)光纖通信 光纖通信具有帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)以及高抗干擾性等特點(diǎn)，非常適合上層通信網(wǎng)的要求。耗能表 (冷、熱水表、電表、煤氣表 )數(shù)據(jù)抄收問題是衡量小區(qū)管理水平的一個(gè)非常重要的 ,不可回避的問題。對該項(xiàng) 技術(shù)的研究也從各個(gè)角度 展開，從國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)拓展報(bào)道看 ,市場前景廣闊。本人授權(quán) 大學(xué)可以將 本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。在軟件上對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、通信、顯示子程序、校驗(yàn)子程序等做了詳細(xì)的說明。并介紹了具備遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集功能和數(shù)據(jù)通信功能的系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。 本文對整個(gè)抄表系統(tǒng)進(jìn)行了較為全面的設(shè)計(jì)，著重對系統(tǒng)底層的能耗數(shù)據(jù)的采集和集中、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)和通信方式等做了較為詳細(xì)的設(shè)計(jì)。s reliability. Give some methods to solve the EMI/EMC problem of the printed circuit. Emulate the EMI/EMC performance of the printed circuit in the ansoft software. Generally, the study on the topic will develop a high level on the electrical power system management. And it is very worthy of generalization and application. The article gives an allround design of this system. It expatiates on detail designs of data capturing and collecting, data munication work and mode. In this thesis, about the hardware, a particular explanation of the choice of CPU、inspect circuit、 data memory etc were given. And it uses asynchronous serial munication technology based on RS485 electric interface as munication means. The software, we give the program of impulse collection、 munication、 display and so on. This Longdistance meter reading system realizes the multiuser power information remote automatic transcribing, can realize residential energy consumption of high quality and high efficiency metrology management. Key words : remote meter reading 。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。由于用戶因此不再需要與抄 表者預(yù)約上門抄表時(shí)間，還能迅速查詢賬單 ，這種技術(shù)越來越受到用戶的歡迎。九 十年代以后，隨著電子及通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了以電力載波、電話網(wǎng)、有線電 視網(wǎng)、無線通訊為媒介的 AMR 技術(shù)，并在以美國為代表的西方發(fā)達(dá)國家廣泛的推廣應(yīng)用。 上層星型通信方案 星型通信系統(tǒng)是以安裝在供電局 管理中心的系統(tǒng)工作站為中心點(diǎn)，以發(fā)散形式分別通過通信信道與分散于各區(qū)域的集中器連接，形成一對多的連接形式。利用電話通信，只需在數(shù)據(jù)集中器和管理中心主機(jī)加調(diào)制解調(diào)器 (Modem)即可，其通信速率可達(dá) , 甚至 56kbs。在這種方式下，信道上節(jié)點(diǎn)較多，傳輸速率不高 (與通信介質(zhì)有關(guān) )，傳輸距離短，不超過 20xxm，因此 一 般用于底層電能數(shù)據(jù)的采集。但是，利用低壓電力線作為傳輸信道還存在許多問題。周期性脈沖干擾和隨機(jī)產(chǎn)生的突變性千擾，用電設(shè)備會(huì)在工 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 頻交流基波的某個(gè)固定的相位釋放干擾。電力線上阻抗的劇烈變化，如果用電力線即電力載波方法傳輸信號(hào)，那么發(fā)送機(jī)功率放大器的輸出阻 抗是不等于接收機(jī)功率放大器的輸入阻抗，并很難在阻抗上匹配。 (2)RS485 網(wǎng) EIARS485 是 CCITT 標(biāo)準(zhǔn)化 。但是隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)，居民住宅小區(qū)大量崛起，使得城市的水，電，氣方面的建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大，管理工作也變得越來越復(fù)雜。 (2)完成功能 完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表功能，電表的讀數(shù)由安裝在電表內(nèi)部的或者外部的計(jì)量、 通訊模塊、實(shí)時(shí)功能、數(shù)據(jù)的上傳和下載，通過電話網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)抄送到管理處或供電管理部門等用電管理功能。在設(shè)計(jì)研制過程中主要解決以下幾個(gè)問題： (1)根 據(jù)實(shí)際需求完成抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。干擾問題 一直是困擾遠(yuǎn)程抄表方式的難題。 (3)上位機(jī)操作中，有定時(shí)抄和隨時(shí)抄送兩種模式 :定時(shí)抄送，即上位機(jī)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的時(shí)間，查詢各脈沖采集計(jì)數(shù)模塊中的數(shù)據(jù)。 ④ 芯片有 32 條可編程 U0 引腳。 ③ XTALI:接外部晶振的一個(gè)引腳。 ⑦ EA/VPP:該引腳為低電平時(shí)，則讀取外部的程序代碼 (存于外部 EPROM)來執(zhí)行程序，在 8051 中， EA 引腳必須接低電位，因?yàn)槠鋬?nèi)部無程序存儲(chǔ)器空間。僅供用戶作為輸入輸出用的端口 。 (1)特性 : ① 可選時(shí)間的看門狗定時(shí)器 。用指令允許寫操作寫保護(hù)引腳 。 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 ⑤ SCK:串行時(shí)鐘，串行時(shí)鐘的上升沿時(shí)通過 SI 引腳進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入，下降沿通過SO 引腳進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出。 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 V C C8r e s t7s c k 6SI5C S / W D I1SO2WP3V S S4RR S TV C CV C CP 2 1P 2 2P 2 3P 2 0V C CP 2 .3P 2 .2P 2 .1P 2 .0A T 8 9 C 5 1 圖 X5405 的電路連接 數(shù)據(jù)的上傳模塊 所謂的數(shù)據(jù)上傳，即把采集器中采集到的電表數(shù)據(jù)通過異步串行的方式發(fā)送網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備中，這個(gè)模塊起到一個(gè)電平轉(zhuǎn)換的作用。為了保準(zhǔn)通信可靠性的要求，在選擇接口標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須注意兩點(diǎn) :1)通信速度和通信距離 。邏輯 0 電平規(guī)定為 +3V~+15V 之間 ,邏輯 1 電平規(guī)定 3V~15V 之間，因此 RS232C 驅(qū)動(dòng)器與 TTL 電平必須要經(jīng)過電平轉(zhuǎn)化。 零 MODEM 方式與 RS232C 連接通常有三種方式 :1)具有較好的硬件握手功能， “數(shù)引腳號(hào) 信號(hào)名稱 簡稱 方向 功能 1 保護(hù)地 接設(shè)備外殼，安全接地 2 發(fā)送數(shù)據(jù) TXD 向 DCE DTE 發(fā)送串行數(shù)據(jù) 3 接收數(shù)據(jù) RXD 背 向 DTE DTE 接收串行數(shù)據(jù) 4 請求發(fā)送 RTS 向 DCE DTE 請求切換到發(fā)送方式 5 清除發(fā)送 CTS 背向 DTE DTE 已切換到準(zhǔn)備接受 6 數(shù)傳設(shè)備就緒 DSR 背向 DTE DCE 準(zhǔn)備就緒 7 信號(hào)地 信號(hào)地 8 載波檢測 DCD 背向 DTE DCE 已接受到遠(yuǎn)程信號(hào) 20 數(shù)據(jù)終端就緒 DTR 向 DCE DTE 準(zhǔn)備就緒 22 振鈴指示 RI 背向 DTE 通知 DTE， 通信線路已好 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 據(jù)發(fā)送 ”和 “數(shù)據(jù)接收 ”相互交叉相連，使得兩臺(tái)設(shè)備都能正常的發(fā)送和接收。下面作重闡述一下該系統(tǒng)所用 MAXIM 公司的 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片。 (1)芯片的選擇 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁 DS1302 是 DALLAS 公司推出的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，內(nèi)部含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘舊歷和 31字節(jié)靜態(tài) RAM，通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。通過分流器、分壓電路分別對電流和電壓信號(hào)進(jìn)行采樣 。 R E FUFGUUF /)( 41 ?????? 式中 :F 為引腳 F1 和 F2 輸出的頻率 (Hz)。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1 時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時(shí)選擇指令寄存器。WED B 0D B 1D B 2D B 3D B 4D B 5D B 6D B 7B L AB L KP 1 5。每個(gè)點(diǎn)陣塊為一個(gè)字符位，字符間距和行距都為一個(gè)點(diǎn)的寬度，主控制驅(qū)動(dòng)電路為 HD44780 (HITACHI )，具有字符發(fā)生器 ROM 可顯示 192