【正文】 ............................................................................... 8 硬件流程圖和簡(jiǎn)述 ....................................................................................................... 8 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) .............................................................................................................. 9 硬件各模塊的實(shí)現(xiàn) .............................................................................................................. 9 單片機(jī)主控模塊 ........................................................................................................... 9 16C550 串口擴(kuò) 展模塊 ............................................................................................... 12 GSM 模塊 ..................................................................................................................... 15 電源模塊 .................................................................................................................... 17 軟件的實(shí)現(xiàn) ........................................................................................................................ 18 單片機(jī)主模塊 ............................................................................................................ 19 串口擴(kuò)展模塊： ........................................................................................................ 21 GSM 模塊 ..................................................................................................................... 23 第四章 結(jié)論與展望 ........................................... 26 致 謝 ..................................................... 28 參考文獻(xiàn) .................................................... 29 畢業(yè)論文 2 [原理圖 ] .......................................................................................................30 畢業(yè)論文 1 第一章 遠(yuǎn)程抄表概述 遠(yuǎn)程抄表的開(kāi)發(fā)背景 隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的改造深化，電力事業(yè)的迅速發(fā)展，電力作為一種重要的商品，在用電核算、用電收費(fèi)以及相應(yīng)的電能電量的計(jì)算計(jì)費(fèi)方面的控制和管理都有待進(jìn)一步改造和完善。 在電度表改造或研制方面，出現(xiàn)了磁卡式電表、電卡式電表、ＩＣ卡電表、全電子電表、帶有通信接口的電度表等多種類型的表計(jì)。遠(yuǎn)程抄表方便而簡(jiǎn)捷，只需要控制中心定時(shí)采集能自動(dòng)完成復(fù)雜的手工作業(yè) 。遠(yuǎn)程終端與供變電設(shè)備放置在一起，能夠在無(wú)人干預(yù)的情況下，實(shí)現(xiàn)將各個(gè)遠(yuǎn)端站點(diǎn)的各相電流、電壓、電功、電功率、功率因素、無(wú)功功率等數(shù)據(jù)以點(diǎn)播的方式通過(guò)移動(dòng)基站以短消息形式隨時(shí)采集到服務(wù)控制中心；也可以通過(guò)設(shè)置按所設(shè)置出時(shí)間及時(shí)將數(shù)據(jù)采集到服務(wù)控制中心。在有些情況下，通信協(xié)議也常用來(lái)專指上面的軟件部分，而把硬件部分稱為通信接口或物理接口。 （ 4）對(duì)協(xié)議可擴(kuò)充性、兼容性的要求 ： 通信協(xié)議應(yīng)具有較好的可擴(kuò)充性和向下兼容性，以保持產(chǎn)品應(yīng)用的延續(xù)性。基帶傳輸件接口簡(jiǎn)單，傳輸距離近，信號(hào)抗干擾性能差；頻帶傳輸又叫載波傳輸，信號(hào)抗干擾性能強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)，但硬件接口復(fù)雜，造價(jià)較高。 對(duì)于以樓房為主、地勢(shì)較為平坦的小區(qū)，自動(dòng)抄表系統(tǒng)數(shù)據(jù)通道的鏈接形式，易采用二級(jí)總線雙絞線鏈接方式，即在數(shù)據(jù)管理中心與數(shù)據(jù)集中器之間采用一 級(jí)總線鏈接；在數(shù)據(jù)集中器與采集器之間采用二級(jí)總線。終端需要通過(guò) 485 總線（最多掛 30 個(gè)電表），遵循 DL/T6451997《多功能電能表通信規(guī)約》，采集電表數(shù)據(jù)，然后通過(guò)西門子 TC35I（ GSM 模塊）把數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心，其中也要有自己的通訊協(xié)議。因此它的傳 輸距離不受限制。 四 . GSM 通信方案： 當(dāng)主站電腦與抄表相距很遠(yuǎn)，并且無(wú)法采用電話撥號(hào)時(shí)，可選用該無(wú)線方案。 單片機(jī)由于要地址線和數(shù)據(jù)線復(fù)用所以 MCU 通過(guò) 373 進(jìn)行地址瑣存并由 DS1230Y100擴(kuò)展了存儲(chǔ)器， MCU 與 550 有一中斷控制 INPRT 相接， 550 異步通訊單元擴(kuò)展了串口，其畢業(yè)論文 9 串口由 232/485 電平轉(zhuǎn)換后連接電表。） 512 字節(jié)片內(nèi) RAM， 它被分成了 2 個(gè)區(qū)，一個(gè) 256 字節(jié)的暫存 RAM 區(qū)，和一個(gè) 256字節(jié)的輔助 RAM區(qū)。可用 “SETB （ /CLR）畢業(yè)論文 10 bit” 指令來(lái)置位 /清零 XICON寄存器中的各個(gè)位。另外單片機(jī)的 INT0 端是接 16C550 端的 INPRT，為了實(shí)現(xiàn)中斷控制。 其引腳及描述如下： ：芯片選擇輸入； Vss：地； SCK：串行時(shí)鐘輸入； Vcc：電源電壓； ：寫(xiě)保護(hù)輸入； RESET：復(fù)位輸出。 X25045 模塊的接法如下圖： 圖 本系統(tǒng) X25045 接法 X25045 是高電平復(fù)位，復(fù)位端與單片機(jī)的 RESET 相接，并接電阻加 VCC 拉高電平，也是為了讓復(fù)位更有保障。 TL16C550B 是 TL16C450 異步通信單元 （ ACE）的功能升級(jí)產(chǎn)品，它對(duì)外圍器件或調(diào)制解器接收的數(shù)據(jù)實(shí)行串行至并行的轉(zhuǎn)換，對(duì) CPU 接收的數(shù)據(jù)實(shí)行并行至串行的轉(zhuǎn)換。 其中斷控制功能如下表： 表 16C550 中斷控制表 ACE 具有片內(nèi)中斷產(chǎn)生和確定優(yōu)先級(jí)的能力（表中已說(shuō)明），能靈活與常用微處理器相接口。 畢業(yè)論文 14 圖 16550 硬件電路實(shí)現(xiàn) 由于 電表數(shù)據(jù)采集后由 485 總線傳至 232 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，由 232 轉(zhuǎn)化成 TTL 電平，再傳至 16C550 中。 可以快速安全可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音傳輸、短消息服務(wù) (Short Message Service)和傳真。 圖 本系統(tǒng) GSM 模塊的連接圖 TC35I 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串口與單片機(jī)連接 ，它有 40 個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè) ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座 )連接器引出。為了適合外部的 SIM 接口，該接口連接到主接口 (ZIF 連接器 )。在 為 SIM 卡預(yù)留 5 個(gè)引腳的基礎(chǔ)上， TC35 在 ZIF 連接器上為 SIM 卡接口預(yù)留了 6 個(gè)引腳，所添加的 CCIN 引腳用來(lái)檢測(cè) SIM 卡支架中是否插有 SIM 卡。啟動(dòng)后， 15 腳的信號(hào)應(yīng)保持高電平 。 由于 7805 發(fā)熱量較大，如果散熱條件不好，是容易燒壞的。 軟件的實(shí)現(xiàn) 軟件設(shè)計(jì)思想也是按模塊結(jié)構(gòu)，分單片機(jī)主模塊； 16C550 串口擴(kuò)展模塊； GSM 模塊。本系統(tǒng)單片機(jī)的波特率是 9600bps，具體設(shè)置是： 以定時(shí)器 T1，作波特率發(fā)生器使用，其值由定時(shí)器 1 的計(jì)數(shù)溢出率來(lái)決定，其公式為： 波特率 = ?322mods (定時(shí)器 1 溢出率 ) =)2(12322 8m odNf socs??? 其中 smod 為 PCON 寄存器最高位的值，其值為 1 或 0。 tempnum=number。 if(i2_end(ILEN21)) i2_end=0。先傳低位，后傳高位。用 2 個(gè)字節(jié)的 4 個(gè)字段分別標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的類型和屬性，這 2 個(gè)字節(jié)為 DI1和 DI0， 4 個(gè)字段分別為 DI1H、 DI1L、 DI0H、 DI0L，其中 DI0L為最低級(jí)標(biāo)識(shí)字段， DI1H 為最高級(jí)標(biāo)識(shí)段。 傳輸速率 : 1200bps。 PDU 模式不僅支持中文短信，也能發(fā)送英文短信。 E：信息類型， 2 位十六進(jìn)制數(shù)。 M：用戶數(shù)據(jù)，其長(zhǎng)度由 L中的數(shù)據(jù)決定。該系統(tǒng)成本低廉，可應(yīng)用于農(nóng)村變電所的遙測(cè)遙控，使變電所更加安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行，提高用電管理的自動(dòng)化 水平。 另外，對(duì)本系統(tǒng)所存在問(wèn)題也作了下探究： 當(dāng)主站電腦與電能表相距很遠(yuǎn)，可采用這種方式。行業(yè)信息化包括企業(yè)內(nèi)部信息化管理、辦公自動(dòng)化管理、業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化管理、管網(wǎng)計(jì)量調(diào)度自動(dòng)化管理、遠(yuǎn)程智能抄表自動(dòng)化管理等等，信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為實(shí)施遠(yuǎn)程智畢業(yè)論文 27 能抄表提供了一個(gè)基本的個(gè)臺(tái)，隨著電子商務(wù)技術(shù)的不斷完善和社會(huì)信用認(rèn)證體系的建成，電子信用收費(fèi)也將成為現(xiàn)實(shí) 。216。172。247。181。 最后向所有關(guān)心和幫助過(guò)我的人表示真心的感謝！ 畢業(yè)論文 29 參考文獻(xiàn) [1]徐愛(ài)均等 ， 智能化測(cè)量控制儀表原理與設(shè)計(jì) [M]， 北京 航空航天大學(xué)出版社， 1995 [2]王幸之等 ， 單片 機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù) [M]， 北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx [3]邱玉春等 EEPROM 器件在電度表中的應(yīng)用 ， 電測(cè)與儀表， 20xx [4]尹立民 ， “DelPhi 6 數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)典型實(shí)例 ” ， 北京電子工業(yè)出版杜 ， 20xx． 10 [5]黃軍，熊勇，劉燕，劉曉梅 ， “Delphi 串口通信編程 ， 北京人民郵電出版杜 ， 20xx． 8 [6]李廣弟等， 單片機(jī)基礎(chǔ)，北京航空航天大學(xué)出版社， [7]蔡美琴等， MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與借口技術(shù)。 從我國(guó)現(xiàn)狀看，遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)處于產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)時(shí)期，產(chǎn)品類型較多， 缺乏 統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范 ，要使 行業(yè)步入高速發(fā)展時(shí)期 仍需不懈努力。因此電表設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)者應(yīng)從抑制干擾源，切斷干擾傳播 路徑，提高敏感器件的抗干擾性能等方面采取各種措施來(lái)提高系統(tǒng)性能。 各部分的具體實(shí)現(xiàn)程序可參考附錄。 K：有效期， 2位十六進(jìn)制數(shù)。 C：短信息中心號(hào)碼， B+C 的長(zhǎng)度將由 A 中的數(shù)據(jù)決定。 PDU Mode 被所有手機(jī)支持，可以使用任何字符集，這也是手機(jī)默認(rèn)的編碼方式。 傳輸響應(yīng)：每次通信都是由 主站按信息幀地址域選擇的從站發(fā)出請(qǐng)求命令幀開(kāi)始，被請(qǐng)求的從站根據(jù)命令幀中控制碼的要求作出響應(yīng)。 數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)結(jié)構(gòu)及編碼：費(fèi)率裝置中有各種不同類型、不同屬性的數(shù)據(jù)。 其傳輸序列如圖 。 if(RI) { RI=0。PCON=0，即定義了波特率 9600bps。串口模塊的軟件分為串口初始化，串口發(fā)送，串口接收。 此外，由于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源 “ 熱損失 ” 的減少，設(shè)計(jì)時(shí)還可提高穩(wěn)壓電源的輸入電壓，這有助于提高交流電壓抗跌落干擾的能力。它是由輸出腳 Vo,輸入腳 Vi 和接地腳 GND 組成 ,它的穩(wěn)壓值為 +5V,輸入端接電容可以進(jìn)一步的濾波 ,輸出端也接電容可以改善負(fù)載的瞬間影響 ,此電路的穩(wěn)定性也比較好 ,只是采用的電容必須要漏電流要小的鉭電容 ,若采用電解電容 ,則電容量要比其它的數(shù)值要增加 10 倍 。 啟動(dòng)電路由開(kāi)漏極三極管和上電復(fù)位電路組成。 TC35 的數(shù)據(jù)輸入 /輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合 ITUT RS232 接口標(biāo)準(zhǔn) 。在不需要額外硬件電路的前提下，可支持 FR、 HR 和 EFR 語(yǔ)音信道編碼。 軟件流量控制用 XON/XOFF， CMOS電平，支持標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令集。 畢業(yè)論文 15 GSM 模塊 本系統(tǒng)選用 蜂窩通信引擎 TC35I， 是 Siemens 推出的新一代 GSM 無(wú)線 通信模塊