【正文】 1 1P 1 2P 1 6P 1 7R X D10I N T 012I N T 113T014T115WR16R D P 3 .717X T A L 218X T A L 119G N D20P 2 .122P 2 .223P 2 .324P 2 .425P 2 .526P 2 .627P 2 .7 ( A 1 5 )28P S E N29A L E30EA31P 0 .732P 0 .633P 0 .534P 0 .435P 0 .336P 0 .237P 0 .138P 0 .039V C C40P 1 .01P 1 .12P 1 .23P .1 34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78R S T9P 2 .0 ( A 8 )21A T 8 9 C 5 1T X D11 圖 AT89C51 外形引腳 外圍存儲及其監(jiān)控電路模塊 X5405 是一種性能較高的可編程看門狗芯片，它集中了三種功能 :看門狗定時器、電壓監(jiān)控、和 EEPROM 組合在單個封裝之內(nèi)。在訪問外部程序存儲器讀取指令碼時，每個機(jī)器周期產(chǎn)生二次 PSEN 信號，在執(zhí)行片內(nèi)程序儲存器指令時，不產(chǎn)生 PSEN 信號，在訪問外部數(shù)據(jù)時，亦不產(chǎn)生 PSEN 信號 。在片內(nèi)接至振蕩器的反向放大器輸出端和內(nèi)部時 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 鐘發(fā)生器輸入端。 ⑧ 具有低功耗的工作 模式和掉電的工作模式。每一個部分的正確選擇與 設(shè)計(jì)，及其電路的連接對該系統(tǒng)的硬件電路而言是十分重要的。 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 2. 抄表系統(tǒng)的模塊功能設(shè)計(jì) 抄表系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 在了解國內(nèi)外現(xiàn)有的 AMR 產(chǎn)品特點(diǎn)的基礎(chǔ)上 ，為了使抄表器的功能更加完善，設(shè)計(jì)的抄表器具有脈沖計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理、電量及其狀態(tài)的顯示、與控制中心通訊等基本功能。利用匯編語言編寫軟件來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，處理和保存?？紤]到抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸量不大和易于接入等因素，可使用電話線 MODEM 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息傳輸。 本文是基于單片機(jī)為主結(jié)構(gòu)搭建一個遠(yuǎn)程自超標(biāo)系統(tǒng)，以取代目前廣泛使 用的人工抄表，并消除其帶來的種種弊端，達(dá)到實(shí)時報表，準(zhǔn)確無誤，節(jié)省人力資源的目的。 RS485 接口在一個通道上可以進(jìn)行半雙工通信，所以只需要兩根線便可使雙向通信，并可方便地構(gòu)成一點(diǎn)對多點(diǎn)或多點(diǎn)之間的相互通信網(wǎng)絡(luò)，一般使用雙絞線作為網(wǎng)絡(luò)總線。由于擴(kuò)頻器是利用 高速偽隨機(jī)碼 (PN)序列對發(fā)射信號調(diào)制，因此獲得的輸出信號的頻譜密度大大地降低了。 再次，不同地方的線路特性可能完全不同，使用線路的種類及線路上的負(fù)荷情況都回對高頻信號在電力線上的傳輸特性產(chǎn)生很大的影響。但是由于電力線是非均勻的、不平衡的傳輸特性，其接上的負(fù)載阻抗也不匹配，所以信號也會遇到反射、駐波等現(xiàn)象 :信號衰減與頻率的關(guān)系，一般來說，頻率越大，則衰減得越厲害 。信號頻帶一般為 50300kHz，峰峰值電壓不超過 l0v，因此不會對電力線路造成不良影響。在進(jìn)行通信時，管理中心主機(jī)控制無線電臺發(fā)出呼叫命令，各集中器收到命令后進(jìn)行地址對比，如正確則發(fā)出應(yīng)答信號，完成數(shù)據(jù)鏈接的建立，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。因?yàn)楣饫w本身難以實(shí)現(xiàn) T 型連接，不能實(shí)現(xiàn)總線結(jié)構(gòu) (除非采用光纖環(huán)網(wǎng)技術(shù) )，因此特別適合于星型連接。對于它們的抄收問題解決是否有效將直接影響到居住的安全 性、便捷性 ,也影響到物業(yè)管理工作。 九十年代以來，美國在 AMR 技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用上取得了長足的進(jìn)步。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。該遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多用戶的電能信息的遠(yuǎn)程自動抄表，能夠?qū)崿F(xiàn)住宅能耗計(jì)量的高質(zhì)量和高效率管理。經(jīng)投入使用 ,表明該系統(tǒng)的各種功能都能達(dá)到預(yù)期效果 ,效果較好。該課題對電力系統(tǒng)中電能管理有一定的適用價值，同樣還可以推廣到其他相 關(guān)的一些行業(yè)，有較高的社會推廣價值。 RS 2485 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 II 頁 Design of remote meter reading system based on AT89C51 Abstract Using AT89C51 singlechip microputer as the core device, bined with external ponents , the design of a remote meter reading system is presented in this paper. The hardware and software systems which possess the remote data collecting and date munication functions are also designed in this paper. The system has been used in practice, The results show that the various features of the system achieved the desired results and good effects. In addition, antiinterruption performance and adopt according the precaution based on the hardware and the software, to improve the system39。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。采用遠(yuǎn)程抄表技術(shù)，不僅能節(jié)約人力資源，更為重要的是可以提高抄表的準(zhǔn)確性，減少因估計(jì)或謄寫而造 成 賬單 出錯，使供管部門能及時準(zhǔn)確獲得數(shù)據(jù)信息。是指通過車載無線電自動抄表。這樣 ,遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)成為了小區(qū) “智能化建設(shè) ”的一個重要的部分 ,成為新興智能小區(qū)的必備條件。 (2)電話線網(wǎng) 由于電話線網(wǎng)在城鎮(zhèn)的迅速普及 ,利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信也是一個經(jīng)濟(jì)有效的方案。 底層總線型通信 總線型通信系統(tǒng)是為克服星型連接的不足而采用的，這種方式以一條串行總線連接各分散的采集器或電度表，實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)。在同一變壓器區(qū)域下，一個集中器采集若千個采集器或電度表的數(shù)據(jù)，構(gòu)成一個總線型圖。電力線上的用電設(shè)備等人為的干擾，以及自然現(xiàn)象中如雷電等非人為的干擾 。同一電力線，在不同地點(diǎn)的等效阻抗也不完全相同，從戴氏定理可知，不同的等效端口得到的等效輸入阻抗是不一樣的。因此這種調(diào)制方式將是低壓電力線載波通信的發(fā)展方向。 本課題研究的背景，目的和意義 長期以來水表，電表，氣表的抄收一 直采用傳統(tǒng)的人工查表方式，它是由抄表員上門逐家逐戶的抄錄用數(shù)據(jù)，并將查驗(yàn)結(jié)果記錄在紙上，然后再由人工進(jìn)行用量和收費(fèi)計(jì)算。 ② 具有后備電源，停電時系統(tǒng)能正常工作 . ③ 具有較強(qiáng)的 抗 干擾能力，工作的穩(wěn)定性較高 ④ 靈活的系統(tǒng)組成方案，可適用于小區(qū)、高層住宅、零散分布的住戶及其其他情況的特殊小區(qū)，具有較好的擴(kuò) 充性能。這套系統(tǒng)不但能夠?qū)崿F(xiàn)對住戶用電情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，而且能對他們進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄和計(jì)算，并根據(jù) PC機(jī)的要求適時的傳送數(shù)據(jù)以供 查閱。 (4)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)。 (2)AT89C51 根據(jù)時鐘模塊的時間設(shè)定，定時向脈沖計(jì)數(shù)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸命令，收集其電表中的數(shù)據(jù)，并根據(jù)設(shè)置好的約定，存儲于外部的 RAM 中，等待上位機(jī)的查詢，并 把沒反應(yīng)過來的上位機(jī)的號碼記錄下來，上傳給上位機(jī)。 ② 內(nèi)有 4K 的可編程 ROM 和 128 個字節(jié)的 RAM. ③ 在 0Hz 到 24Hz 之間可以全靜態(tài)操作。 ② GND:電源接地端 。當(dāng)訪問外部存儲器期間，將以 1/12 振蕩頻率輸出 。 PO 口每一個引腳可以帶 8 個 LSTTL 負(fù)載 : P1 口 ()是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/0 端口 (準(zhǔn)雙向并行 I/0 口 )，其輸出可以帶 4 個 LSTTL 負(fù)載。 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 V C C 21X12X23G N D4V C C 18I /O7S C L K6CE5D S 1 3 0 2 圖 X5405 芯片引腳 該芯片內(nèi)的串行 EEPROM 是具有 Xicor 公司的塊鎖保護(hù) CMOS 串行 EEPROM，它被組成 8 位結(jié)構(gòu)，它由一個四線結(jié)構(gòu)的 SPI 總線方式進(jìn)行操作，其擦寫周期至少有 100萬次，并且寫好的數(shù)據(jù)能保存 100 年。 ⑦ 具有數(shù)據(jù)的 模 塊保護(hù)功能，可以保護(hù) 1/4,1/2 全部的 EEPROM，當(dāng)然也可以設(shè)置不保護(hù)狀態(tài) 。 ④ SI:串行輸入， SI 是串行數(shù)據(jù)輸入端，指令碼、地址、數(shù)據(jù)都通過這個引腳進(jìn)行輸入，在 SCK 的上升沿時進(jìn)行數(shù) 據(jù)的輸入，并且高位 WSB 在前。采取以上措施，可以較好的提高WDT 的穩(wěn)定性，有利于系統(tǒng)的正常運(yùn)行。20mA 電流環(huán)是一種非標(biāo)準(zhǔn)的串行接口電路，但他具有簡單的特點(diǎn)，對電器 噪聲不敏感的優(yōu)點(diǎn)，因而在串行通信中也得到了廣泛的應(yīng)用。 RS232C 定義了 20 根信號線，其中最為常用的信號線的定義、分類及其功能 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 表 信號線的定義 RS232C 是為了促進(jìn)公用電話網(wǎng)絡(luò)的通信而制定的標(biāo)準(zhǔn)，其邏輯電平對地是對稱的，與 邏 輯電平完全不同 。在進(jìn)行零 MODEM 連接時，不能進(jìn)行簡單的引線相連，而應(yīng)采用專門的技巧建立正常的信息交換接口。如 INTERSIL 公司的 ICL232 是彈片集成雙RS232 發(fā)送接收器，采用單一的 ++5V 電源供電外接至多 4 個電容、 2 只電阻可以構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的 RS232 通信結(jié)構(gòu) .當(dāng)然也有 MAXIM 公司及其 HARRIS 公司等，雖然它們來自不同的廠家，但是他們的引腳功能是相互兼容，甚至可以互為代替。為了達(dá)到自動抄表的目的，并且能記錄抄表的時間，在 這里采用了時鐘芯片，當(dāng)設(shè)定了抄表時間后，系統(tǒng)將根據(jù)芯片所提供的時間為基準(zhǔn)進(jìn)行電表的數(shù)據(jù)查抄。功率計(jì)量部分包括 AD775分流器、分壓電流、基本電壓源、保護(hù)電路、光 耦合 器輸出電路 . (2)AD7755 在該芯片上集成了增益可選的放大器 (PGA)、增益固定的放大器、 16 位二階模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)、相位校正電路、可選的高通濾波器 (HPF)、數(shù)字乘法器、低通濾波器 (LPF)、數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器 (D/F)、電壓監(jiān)視器及 的內(nèi)部電壓基準(zhǔn)源。 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁 10nF10nF 10nF10kΩY13 .5 8 M H z33pF33pF100nF 10uF10uF 100nF33nF33nFDD DV1AC/DC2AV/DD3NC4V 1 P5V 1 N6V 2 N7V 2 P8RESET9I N / O U T10AGND11F124F223CF22DGND21R E V P20NC19C L K O U T18C L K I N17G016G115S014S C F12S113A D 7 7 5 51kΩ1kΩ500uΩ1 .5 m Ω1 0 m Ω4 0 m A+—33nFC31 M ΩR31 K Ω33nF1 K Ω+ +100nF+10uFV C CV C CV C CP 1 6P 1 7C1C2R1R2R4R5C4C5 C6C7 C8 C9R6C 1 0C 1 1R7820ΩC 1 2C 1 3C 1 4C 1 5R8 圖 AD7755，性能測試圖 Fl和 F2 輸出的脈沖頻率 F 和輸入電壓信號的有效值 U1 和 U2 有一定的數(shù)量 關(guān)系。 （ 2）管腳功能 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中： 第 1 腳 :VCC 為電源地 第 2 腳： VDD 接 5V 電源正極 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生 鬼影 ，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對