【文章內(nèi)容簡介】 y,through remotemunicationof electric energy data ofthe user to monitor the meter data collected at the same time,the userand transmits the data to thecontrol centermeter readingcan not only save a lot ofresourcessavingcost for electricmeter reading of relevant departments,but also brings convenience to the majority of accuracy ofremote operationofremote meter reading systemanditssystem,data transmission ismore convenient,but also changed thedata errors caused bymanual meter make up for defects of manual meter reading in the power sector,power management mode to forward the intelligent.This paper discussesthe design of data acquisitionand the hardware and softwareto analyze the characteristics of thepressureat the same time,the powernetwork to do adetailed understanding on theresearch and development of aAT89C52 for the controlcenter,at the same time with theremote automatic meter reading systemhardware and software design ofremote information collection.Keywords:Automatic meter reading system。 AT89C52。 Digital signal processing。2RS485 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 目 錄目 錄1 前 言 1 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的國內(nèi)外概況 1 設(shè)計(jì)目的與意義 2 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng) 2 存在問題 3 本章小結(jié) 42 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 5　系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 5 智能抄表系統(tǒng)中各模塊的設(shè)計(jì) 6 本章小結(jié) 173 抄表系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 18 軟件設(shè)計(jì)要求 18 主程序的軟件設(shè)計(jì) 18 子程序設(shè)計(jì) 20 本章小結(jié) 264 系統(tǒng)的仿真 27　仿真原理圖 29　仿真結(jié)果圖 29 本章小結(jié) 29結(jié)論 30參考文獻(xiàn) 32附錄A 331 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 前 言 1 前 言 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的國內(nèi)外概況遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)就是供電中心通過遠(yuǎn)程通訊的方式自動(dòng)的獲取管轄范圍內(nèi)的用戶電表數(shù)據(jù)。通過網(wǎng)絡(luò)通信以及其他通訊設(shè)備，不僅節(jié)省了開支，同時(shí)還可以連接不同的地區(qū)進(jìn)行抄表傳送與實(shí)時(shí)監(jiān)測。遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的工作效率高，適用范圍較廣。本文著重介紹遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的硬件，軟件以及調(diào)試等內(nèi)容。電力公司通過使用遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，不僅能夠節(jié)約大量的人力資源，而且還提高了抄表的精確性，避免了因人工抄表帶來的賬單篡改或者抄寫錯(cuò)誤，使電力部門能夠獲得精確的信息。由于這種方式不但能夠節(jié)約時(shí)間而且能夠迅速查詢深受廣大用戶的支持。伴隨著現(xiàn)代化管理技術(shù)的發(fā)展，越來越多的部門實(shí)現(xiàn)了智能化管理，相應(yīng)著抄表技術(shù)也慢慢的向著智能化的方向邁進(jìn)智。從國內(nèi)外的報(bào)道來看，遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域得到得到很大發(fā)展能抄表技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。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。據(jù)資料披露，美國在1990年度，共有791項(xiàng)AMR應(yīng)用項(xiàng)目，其中約有550萬臺(tái)電表實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)抄表。而這個(gè)時(shí)期主要是采用的EMR(Reading and entering data on a handheld puter keyboard)采用手持計(jì)算機(jī)的人工抄表；隨后開發(fā)了OMR(off site meterreading)無線方式的戶外抄表[1]。城鎮(zhèn)化的迅猛發(fā)展以及居民生活水平的不斷提高，人工抄表的方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)代化發(fā)展的需要。在國內(nèi)，雖然對智能抄表技術(shù)的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)的落后于西方發(fā)達(dá)國家，但是我們對其的刻苦研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)步。目前對國內(nèi)來說生產(chǎn)智能抄表的廠家在智能化抄表市場上所占份額較大。通過相關(guān)部門檢測的廠家接近100家，接受審理的專利高達(dá)165項(xiàng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，大約有300萬戶居民安裝了智能表，抄表技術(shù)向著多樣化的方向發(fā)展。系統(tǒng)功能也逐步完善，除了單純的抄表還有遠(yuǎn)程操控以及銀行聯(lián)網(wǎng)。智能抄表系統(tǒng)主要由智能表，通信網(wǎng)絡(luò)以及各種連接設(shè)備組成。智能抄表技術(shù)根據(jù)采集模塊采集電表數(shù)據(jù)方式的不同，分為遠(yuǎn)程抄表和本地抄表兩種方式。本地方式一般給電表裝上紅外線轉(zhuǎn)換裝置，將電表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為紅外線信號，工作人員抄表時(shí)一般隨身攜帶抄表微機(jī)在紅外線可見的距離內(nèi)抄取數(shù)據(jù)。1. 2 設(shè)計(jì)目的與意義隨著中國國民經(jīng)濟(jì)和電力工業(yè)的飛速發(fā)展，對資源的消耗也越來越顯著，在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份的電力已經(jīng)非常緊張，一旦天氣炎熱，更頻繁的停電。而且隨著人們生活水平的提高和改善，電力已經(jīng)成為人們?nèi)粘；顒?dòng)不可或缺的一部分。傳統(tǒng)的電力已經(jīng)不能滿足人們的需要。更好的服務(wù)水平和優(yōu)質(zhì)的供電質(zhì)量成為電力改革的一大熱點(diǎn)。電力的發(fā)展過程逐步從因負(fù)荷過高而拉閘限電的模式轉(zhuǎn)為智能化供電按所需分配的模式。一套優(yōu)質(zhì)的電網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的對用戶的電網(wǎng)電壓運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測，能夠智能化的調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷，精確的定位電網(wǎng)故障發(fā)生處，提前做出故障警示，避免發(fā)生供電隱患成為供電部門提高供電質(zhì)量以及更好的服務(wù)的必經(jīng)之路[2]。在電網(wǎng)技術(shù)和管理模式急需改進(jìn)優(yōu)化的雙重壓力下，智能抄表系統(tǒng)慢慢的在抄表市場中發(fā)展起來。遠(yuǎn)程智能抄表技術(shù)將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及數(shù)字處理技術(shù)于一體，有計(jì)算數(shù)據(jù)精確，抄表效率高錯(cuò)誤率低的優(yōu)點(diǎn)。通過遠(yuǎn)程技術(shù)對用戶電表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析，并將數(shù)據(jù)傳送給供電處理中心，遠(yuǎn)程抄表技術(shù)解決了人工抄表所帶來的難題。但是由于用戶居民多數(shù)所用的是低壓電力，而且分布范圍較廣，對于電力部門來說，不便于進(jìn)行管理。因此，本文以AT89C52單片機(jī)為核心，將遠(yuǎn)程通信技術(shù)、數(shù)字信息處理技術(shù)結(jié)合起來設(shè)計(jì)出遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。通過利用遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)對廣大用戶的電表進(jìn)行電量采集，不但實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程對電能表的監(jiān)控，而且減少了部門的工作量。通過遠(yuǎn)程抄表技術(shù)，減少了人力物力等資源浪費(fèi)。供電部門的工作效率逐步提高，真正實(shí)現(xiàn)了用電管理的的智能化。 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng) 抄表系統(tǒng)的抉擇(1)在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過程中，需要基于以下幾個(gè)方面的考慮：①抄表系統(tǒng)要有良好的存儲(chǔ)功能，以便在出現(xiàn)緊急情況的前提下，將用戶的電表數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來，保證電表數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。②具有較強(qiáng)的抗干擾能力，當(dāng)工作在強(qiáng)大的干擾源旁邊時(shí)，能夠及時(shí)調(diào)整電表本身參數(shù)的設(shè)置。③具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，能夠適應(yīng)各種場合。(2)具備的功能 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表的功能，在抄表系統(tǒng)的中設(shè)計(jì)的采集模塊將會(huì)對用戶電表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。最后通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)將采集到的數(shù)傳送給相關(guān)的數(shù)據(jù)中心或者供電部門等功能。 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)構(gòu)成電表數(shù)據(jù)處理中心通訊設(shè)備集中器電表電表電表 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的組成(1)在圖中所示的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)由若干個(gè)采集器采集用戶中的電表數(shù)據(jù)，處理完成后傳送到集中器中。(2)通過網(wǎng)絡(luò)通信或者電話線等傳輸網(wǎng)絡(luò)將集中器中的數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)處理中心。 存在問題論文以整個(gè)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)為研究對象，在詳細(xì)了解國內(nèi)外研究技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身專業(yè)知識，設(shè)計(jì)出一套以AT89C52為系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)合其它芯片的智能抄表系統(tǒng)。這套系統(tǒng)不但能實(shí)時(shí)監(jiān)測居民用戶的電表數(shù)據(jù)，而且能夠根據(jù)有關(guān)參數(shù)計(jì)算采集到的電表數(shù)據(jù)，并根據(jù)用戶的需要及時(shí)的顯示用戶所需的信息。當(dāng)然在設(shè)計(jì)問題的過程中還需要解決以下幾個(gè)問題： （1）根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)抄表系統(tǒng)。在研究各個(gè)模塊應(yīng)該實(shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)硬件、軟件組成。用戶電量的采集，電表數(shù)據(jù)的傳輸以及硬件模塊與上位機(jī)的通信。在設(shè)計(jì)過程中為了能夠減少硬件損耗增強(qiáng)系統(tǒng)性能，需要選擇性能良好、功能強(qiáng)大的芯片?！　。?）編寫能夠使系統(tǒng)運(yùn)行的程序。利用匯編語言編寫系統(tǒng)所需的功能包括數(shù)據(jù)的采 集以及處理，編寫采集模塊與上位機(jī)的通訊程序，使兩者能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)交換[3]。（3）確定通信方式以及通信標(biāo)準(zhǔn)。通過采用串行異步通訊的技術(shù)，采集器采集到的 數(shù)據(jù)以及設(shè)備可以通過數(shù)據(jù)總線傳送到數(shù)據(jù)處理中心的計(jì)算機(jī)，由供電部門進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能抄表的功能。 本章小結(jié)本章詳細(xì)介紹了抄表系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及以后的發(fā)展趨勢。本章的內(nèi)容是必要簡介知識，也是以后各個(gè)章節(jié)的基礎(chǔ)。只有充分了解了抄表系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和優(yōu)缺點(diǎn)，才能更好的去設(shè)計(jì)抄表系統(tǒng)，改善系統(tǒng)的性能，達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。29濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 硬件設(shè)計(jì)　　　　　　　　　　　2 　系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)　　系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)在詳細(xì)了解國外目前電能表系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，同時(shí)結(jié)合國內(nèi)電能表發(fā)展技術(shù)。利用所學(xué)的知識設(shè)計(jì)出一套切合實(shí)際的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)?，F(xiàn)階段所設(shè)計(jì)的智能抄表具有脈沖計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)信息處理、數(shù)據(jù)顯示、而且還有與控制中心通信等的功能[4]。監(jiān)控模塊顯示斷電保護(hù) CPU AT889C52外圍存儲(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)小區(qū)主機(jī)時(shí)鐘通訊接口采集模塊驅(qū)動(dòng)顯示時(shí)段RS485直流穩(wěn)壓RS485輔助電源 總體結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)的整體工作原理如下: （1）采集模塊通過對用戶電表脈沖數(shù)據(jù)的采集，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息。 （2）AT89C52根據(jù)時(shí)鐘模塊設(shè)定時(shí)間指令，定時(shí)的采集數(shù)據(jù)將其存放在外部的 RAM之中，通過RS485將數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)同時(shí)將數(shù)據(jù)傳給顯示屏顯示。（3）在上位機(jī)工作的模式之中分為定時(shí)抄送和隨時(shí)抄送兩種模式。定時(shí)抄送：根據(jù)設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；隨時(shí)抄送：當(dāng)特殊情況發(fā)生時(shí)，需要對特定的用戶進(jìn)行查詢。本文的設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用兩種方式都工作的模式。 智能抄表系統(tǒng)中各模塊的設(shè)計(jì)，抄表系統(tǒng)主要由CPU、電源模塊、數(shù)據(jù)的采集與傳輸模塊、時(shí)鐘模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊等組成，這些模塊都是抄表系統(tǒng)的重要組成部分。每一部分的正確選擇與連接，對硬件電路的設(shè)計(jì)是非常重要的。 CPU的選型 (1)作為系統(tǒng)運(yùn)行最重要的環(huán)節(jié)，CPU的良好運(yùn)行關(guān)系到抄表系統(tǒng)的整體狀況。在本文的設(shè)計(jì)過程中所用到的芯片是由ATMEL公司生產(chǎn)的低能耗，高性能的單片機(jī)，其片內(nèi)特有的8k Bytes ISP的可多次擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器可兼容MCS51系列的單片機(jī)的指令系統(tǒng)及功能。AT89C52芯片價(jià)格便宜，適合對大批量的精密儀器進(jìn)行改造而且適用于復(fù)雜環(huán)境下的操作。現(xiàn)在對其引腳及其具備的功能做一個(gè)詳細(xì)介紹。①與MCS51系列的單片機(jī)在功能和結(jié)構(gòu)上大體相同。 ②內(nèi)部設(shè)置8KB閃存，其地址空間為256個(gè)RAM單元。③全靜態(tài)操作0Hz33MHz。 ④芯片有32個(gè)雙向I/O端口。 ⑤芯片內(nèi)有3個(gè)十六位定時(shí)/計(jì)數(shù)器以及WDT電路。 ⑥AT89C52共有8個(gè)中斷源。⑦2個(gè)全雙工串行通信口以及可編程串行通道。 (2)AT89C52管腳說明: ①VCC:電源正極輸入端。 ②GND:電源接地端。 ③P0,P1,P2,P3口 P0口:P0口是一個(gè)8位的數(shù)據(jù)總現(xiàn)輸入口，其中每一個(gè)端口都可以吸收8TTL門電流用于驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)P0口寫入1時(shí)，定義為高阻抗輸入。P0端口的電阻被上拉時(shí)，能夠作用于外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，P0端口作為原碼輸入端。而在FLASH編程的時(shí)候，P0口接收指令，當(dāng)程序校驗(yàn)的時(shí)候P0口輸出指令。P1口：內(nèi)部有8位上拉電阻的雙向I/O端口。它能吸收4TTL門電流用于驅(qū)動(dòng)邏輯門電路，P1口寫入1后，可作用與輸入。P1口為低電平時(shí)由于內(nèi)部上拉，輸出電流。當(dāng)FLASH校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位的地址。P2口：P2口是一個(gè)8位的其內(nèi)部具有上拉電阻的I/O端口,它可以輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P2端口被寫入1時(shí)電阻上拉成為高電平，作為輸入口使用，由于受內(nèi)部電阻上拉，引腳被信號降低所以會(huì)輸出一個(gè)電流。當(dāng)FLASH校驗(yàn)時(shí)，P2口接收高8位的地址信號。P3口：P3口內(nèi)部具有8位上拉電阻的雙向I/0端口，可以使4