【正文】 ...............22 微處理器與 ATT7022B 之間的數(shù)據(jù)交換 ..................................................................25 電參數(shù)數(shù)據(jù)的獲取 ..................................................................................................29 校表方法 ................................................................................................................29 蓄電池電壓采集電路的設(shè)計(jì) ..........................................................................................31 蓄電池電流采集電路的設(shè)計(jì) ..........................................................................................33 數(shù)據(jù)保存電路的設(shè)計(jì) ....................................................................................................34 GPRS 通信接口的硬件設(shè)計(jì) ...........................................................................................34 顯示模塊的設(shè)計(jì) ...........................................................................................................36 重連機(jī)制的改進(jìn) .........................................................................................................36 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) .................................................................................................................39 串口 0 任務(wù)處理 ...........................................................................................................39 GPRS 任務(wù)處理 ............................................................................................................39 短信任務(wù)處理 ...............................................................................................................40 第五章 總結(jié)與展望 ...............................................................................................................42 總結(jié) .............................................................................................................................42 展望 .............................................................................................................................42 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................43 致謝 .......................................................................................................................................44 附錄 1：外文翻譯 ...................................................................................................................45 附錄 2 原理圖 ........................................................................................................................55 附錄 3：軟件相關(guān)程序 ............................................................................................................56 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 本章主要介紹課題研究的目的意義，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，以及課題研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)。 主要工作： 系統(tǒng)各模塊分析、各模塊硬件電路設(shè)計(jì)與分析、主控制器的選擇與性能分析、 GPRS無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、各模塊 CAD繪圖、各功能模塊 調(diào)試。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀： 除電力供電基站外，有很大一部分基站都是采用出租房屋方提供的電源，因場(chǎng)地條件限制，許多電表安裝無(wú)法規(guī)范，可人為私自改動(dòng)電表或私接電源竊電的機(jī)會(huì)很多。 ATT7022B 的功能及其應(yīng)用技術(shù)研究。 GPRS 通信 模塊 及顯示模塊 設(shè)計(jì)。s illegal use of electric alarm device 基于 GPRS 的非法用電報(bào)警裝置的設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 總體方案 的設(shè)計(jì)。清華大學(xué)出版社， 20xx 秦龍。 5 月 1 日 5 月 31 日完成全部設(shè)計(jì)，完成硬件布圖。加之大多數(shù)人對(duì)竊電行為的嚴(yán)重性意識(shí)不足，認(rèn)為竊電不是違法犯罪，聯(lián)通有錢(qián)對(duì)這點(diǎn)小錢(qián)不在乎。 本設(shè)計(jì)是從降低開(kāi)發(fā)成本、擴(kuò)大適用范圍、系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性的設(shè)計(jì)目的出發(fā)，采用 MSP430F149 單片機(jī)為控制核心、以 GATT7022B 來(lái)完成電壓信號(hào)的采集、電壓以數(shù)字的方式顯示在 LED 液晶上 ，最終實(shí)現(xiàn)電壓的采集、顯示。由于點(diǎn)多面廣，情況復(fù)雜，公司需要派專(zhuān)人或委托代維公司抄表、維護(hù)，以滿(mǎn)足基站的電量核算、用電分析等能耗日常管理。 研究現(xiàn)狀 GPRS 技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 [1] GPRS 是通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù) (General Packet Radio Service)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它突破了 GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式，只通過(guò)增加相應(yīng)的功能實(shí)體和對(duì)現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進(jìn)石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 行部分改造來(lái)實(shí)現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對(duì)來(lái)說(shuō)并不大，但得到的用戶(hù)數(shù)據(jù)速率卻相當(dāng)可觀(guān)。隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)向數(shù)據(jù)化、分組化方向發(fā)展，移動(dòng)通信基站的發(fā)展趨勢(shì)也必然是寬帶化、大 覆蓋面建設(shè)及 IP 化 [2]。宏基站容量大、體積大、功率大，適用于大 部分區(qū)域；微基站特點(diǎn)是容量小、體積小，小功率型適用于密集地區(qū)和室 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 內(nèi)覆蓋，大功率型適用于機(jī)房獲取困難及偏遠(yuǎn)地區(qū)?，F(xiàn)在能看到的是 12 個(gè)載波的系統(tǒng)，或者搭載更多，一個(gè)宏基站加上 RUU 就能夠提供更好的覆蓋。 論文研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新特點(diǎn) 主要研究?jī)?nèi)容 (1)完成三相電參數(shù)數(shù)據(jù)的采集，包括各相電壓電流有效值、各相和合相有功無(wú)功功率、各相和合相有功和無(wú)功電能、各相和合相功率因數(shù)以及電網(wǎng)頻率等，計(jì)量精度達(dá)到 1S。該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)基站電量實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能，提高了效率，節(jié)省財(cái)力物力，是一個(gè)很實(shí)用的設(shè)備。它支持標(biāo)準(zhǔn) 的 AT命令及增強(qiáng) AT 命令，提供豐富的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等功能，是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀鞣N應(yīng)用的理想解決方案。 C 電源電壓 ～ （推薦值 ） 工作電流 （空閑模式） 協(xié)議 兼容 GSM/GPRS Phase2/2+協(xié)議 支持華為 GT800 協(xié)議 AT 命令 GSM 標(biāo)準(zhǔn) AT 命令 AT命令 AT命令 華為擴(kuò)展的 AT 命令 40PIN FPC 連接器 UART 接口（最大串口速率可達(dá) 115200bit/s） 標(biāo)準(zhǔn) SIM 卡接口（ 3V） 兩路模擬音頻接口 電源接口 GSC 射頻天線(xiàn)連接器 50166。 電源管理單元 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 單元 SIM卡處理單元 串口處理單元 CPU中央處理器 單元 模擬基帶處理單元 射頻收發(fā) 單元 射頻信號(hào)功率放大單元 音頻處理單元 數(shù)字基帶處理單元 AD/DA轉(zhuǎn)換單元 射頻天線(xiàn)開(kāi)關(guān)單元 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 到基站模擬器去的 50歐姆電纜或天線(xiàn) 標(biāo)準(zhǔn) RS232串口 GSC 接頭 3V 電平信號(hào)，需作電平轉(zhuǎn)換 的射頻電纜 40PIN 的 柔性電纜 圖 23 業(yè)務(wù)演示框圖 (2)Terminal 型固定臺(tái)應(yīng)用 GTM900 應(yīng)用于 Terminal 型固定臺(tái)時(shí)，需外接 CPU。 電氣特性 （ 1）極限應(yīng)用條件 GTM900 的極限應(yīng)用條件如表 23 所示。 帶有 7 個(gè)捕獲 /比較寄存器的 16 位定時(shí)器 Timer_B7。 MSP430F149 的特點(diǎn) [5] (1)低電壓 (電壓范圍是 )，超低功耗 ( 1MHz 280uA)。 A/D 轉(zhuǎn)換器具有采 樣保持和自動(dòng)掃描特點(diǎn)。 (12)安全熔絲的程序代碼保護(hù)?？梢栽趩瓮ǖ郎蠈?shí)現(xiàn)單次轉(zhuǎn)換或多次轉(zhuǎn)換，也可以在序列通 道上實(shí)現(xiàn)單次轉(zhuǎn)換或重復(fù)轉(zhuǎn)換。詳細(xì)校表方法請(qǐng)參考第三部分校表方法。 1RESET 輸入， ATT7022B 復(fù)位管腳低電平有效內(nèi)部有 47K 上拉電阻 2 SIG 輸出， ATT7022B 上電復(fù)位或者異常原因重新啟動(dòng)時(shí)， SIG 將變?yōu)榈碗娖?。完全差?dòng)輸入方 式，正常工作最大輸入 Vpp 為 177。 ，兩個(gè)引腳內(nèi)部都有 ESD 保護(hù)電路 ,最大承受電壓為177。 6V 23GND 電源，數(shù)字地引腳 24TEST 輸入 測(cè)試管腳，正常應(yīng)用接地。 5%，該引腳應(yīng)使用 10uF 電容并聯(lián) 電容進(jìn)行去耦 42OSCI 輸入系統(tǒng)晶振的輸入端或是外灌系統(tǒng)時(shí)鐘輸入晶振頻率 43OSCO 輸出晶振的輸出端 44GND 電源數(shù)字地引腳 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 27 ATT7022B 引腳圖 應(yīng)用示意圖 ATT7022B 的應(yīng)用示意圖如 28 所示。 圖 總體硬件框圖 微處理器 MSP430F149 通過(guò)握手信號(hào)線(xiàn) SIG、復(fù)位控制線(xiàn) RESET 和 SPI 口線(xiàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量芯片 ATT7022B 的控制和數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，能夠讀取 ATT7022B 內(nèi)所有計(jì)量參數(shù)寄存器的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理，完成電參數(shù)數(shù)據(jù)采集；上位機(jī)可通過(guò) UART0與微處理器通信、修改 ATT7022B 內(nèi)寄存器參數(shù)、讀寫(xiě)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寄存器值，讀出蓄電池電壓 電流采集 MSP430 F149 ATT 7022B GTM900 上位機(jī) FM24C512 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 終端數(shù)據(jù) [11]；微處理器通過(guò) UART1 與 GPRS 模塊通信，并將故障診斷數(shù)據(jù)通過(guò)發(fā)送短信方式發(fā)送到固定手機(jī)上。 AS1111733 是一款輸出電壓值確定的輸入輸出壓差低的穩(wěn)壓管，壓差典型值為1V。 MR： 人工復(fù)位輸入。 PFO：門(mén)限檢測(cè)器輸出端。當(dāng)電源低于復(fù)位門(mén)限或看門(mén)狗定時(shí)器溢出時(shí)， WDO端輸出低電平，否則為高電平。有功、無(wú)功電能脈沖輸出 CF CF2 提供瞬時(shí)有功、無(wú)功功率信息，可以直接接到標(biāo)準(zhǔn)表，進(jìn)行誤差校正。 （ 3） VDD 是由芯片內(nèi)部產(chǎn)生，外接濾波電容，不做它