【正文】 測(cè)、報(bào)警等功能。采用GSM無(wú)線傳輸，具有安全檢測(cè)，無(wú)線通信，數(shù)字計(jì)量，計(jì)價(jià)等功能。目前大部分?jǐn)?shù)字式煤氣表一般只有記錄用氣量和一定通信的功能,隨著人們生活水平的逐步提高,對(duì)煤氣表功能的要求也越來(lái)越高,自動(dòng)抄表系統(tǒng)的逐步普及要求煤氣表具備一定的通信功能外,對(duì)安全方面的要求更為重要。自動(dòng)抄表系統(tǒng)目前主要采用有線通信技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)。抄煤氣表一向是燃?xì)獠块T一項(xiàng)復(fù)雜而重要的工作，而市民交費(fèi)同樣是件繁瑣的事情，給居民帶來(lái)很多的不便。數(shù)字式顯示直觀,功能多,價(jià)格高。 MCU第一章 緒 論 課題意義目前市場(chǎng)上銷售的煤氣表一般來(lái)說(shuō)有機(jī)械式和數(shù)字式兩大類。Believe that within afew years, the traditional artificially reading data from the gas meter will be replaced by the wireless meter reading system.Key words：GSM wireless meter reading system。Although only a handful of cities using the wireless meter reading system, but the prehensive building of the National bugle call is sounded. Many of the large and mediumsized cities have started full deployment. 相關(guān)的電子科技企業(yè)也都快速的跟進(jìn)，加緊的智能路燈系統(tǒng)地研發(fā)。相信在幾年之內(nèi)，原始的人工抄表系統(tǒng)將會(huì)被現(xiàn)代化的無(wú)線抄表系統(tǒng)所全面取代。雖然現(xiàn)在只有部分城市采用了遠(yuǎn)程抄表，但全國(guó)全面建設(shè)的號(hào)角已經(jīng)吹響，很多的大中型城市已經(jīng)開(kāi)始全面部署。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了用量計(jì)數(shù)、計(jì)價(jià)、用量查詢、GSM遠(yuǎn)程無(wú)線抄表、打印、存儲(chǔ)、液晶顯示、紅外鍵盤控制、號(hào)碼更改、價(jià)格更改、鬧鐘設(shè)置、時(shí)間設(shè)置、手動(dòng)止鬧、漏氣檢測(cè)、開(kāi)閥熄火檢測(cè)、報(bào)警等功能。具有計(jì)量準(zhǔn)確、通信可靠、抄表方便、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，以及節(jié)省人力、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程維護(hù)的功能?；贕SM的煤氣表采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 作 者 姓 名 李朋朋 專 業(yè) 電子信息工程 指導(dǎo)教師姓名 郭俊美 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 講師 _目 錄摘 要 1第一章 緒 論 3 課題意義 3 本系統(tǒng)完成的功能 3第二章 各模塊方案選擇 3 3 單片機(jī)控制模塊 4 煤氣流量傳感器的選擇 4 鍵盤模塊 4 顯示模塊 5 數(shù)字時(shí)鐘電路 5 串口解決方案 6 GSM模塊選擇 6 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 6第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 硬件總體結(jié)構(gòu) 7 PIC 18F458 單片機(jī)簡(jiǎn)介 7 高性能RISC CPU 7 外圍功能模塊特性 7 高級(jí)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換特性 8 CAN總線模塊特性 8 特殊的單片機(jī)特性 9 FLASH技術(shù) 9 9 漏氣檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 10 開(kāi)閥熄火檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 10 通風(fēng)扇控制電路 11 電磁氣閥控制電路 11 紅外鍵盤模塊設(shè)計(jì) 12 電源電路的設(shè)計(jì) 15 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 16 時(shí)鐘芯片DS1302簡(jiǎn)介 16 DS1302 硬件連接 17 LCD液晶顯示電路 17 打印機(jī)模塊 18 通過(guò)串口收發(fā)短消息 19 GSM短消息技術(shù)簡(jiǎn)介 19 短消息特點(diǎn) 20 收發(fā)短消息方式 21 PDU編碼 21 AT指令 21 22 24第四章 軟件設(shè)計(jì) 25 軟件設(shè)計(jì)的主要步驟 25 主函數(shù)流程圖 27 數(shù)據(jù)采集，存儲(chǔ)，查詢軟件設(shè)計(jì) 28 紅外健盤軟件設(shè)計(jì) 30 GSM模塊短信接收發(fā)送設(shè)計(jì) 31第五章 實(shí)物效果 33 本系統(tǒng)的控制按鍵說(shuō)明 33 各功能詳細(xì)介紹 34第六章 結(jié)束語(yǔ) 40參考文獻(xiàn) 41附 錄 42附錄一：總原理圖 42附錄二：主程序清單 43致 謝 116114 / 118摘 要采用傳統(tǒng)的人工抄取煤氣表數(shù)據(jù)的方式，不可避免地存在耗費(fèi)人工、效率低、誤差大，時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。無(wú)線抄表系統(tǒng)可以擺脫人工抄表的辦法，利用GSM進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的GSM抄表系統(tǒng)是由單片機(jī)控制模塊、流量計(jì)數(shù)模塊、電源模塊、顯示模塊、GSM通信模塊、時(shí)鐘模塊、紅外線鍵盤模塊、打印模塊、漏氣檢測(cè)模塊、開(kāi)閥熄火檢測(cè)模塊和存儲(chǔ)模塊等組成。最終完成一個(gè)多功能家庭煤氣表的設(shè)計(jì)。相關(guān)的電子科技企業(yè)也都快速的跟進(jìn)，加緊遠(yuǎn)程無(wú)線抄表的研發(fā)和生產(chǎn)步伐。關(guān)鍵詞：GSM無(wú)線抄表 煤氣表 單片機(jī) ABSTRACTUsing the traditional artificially reading data from the gas meter, inevitably exist consuming manual, inefficient and error, time to long, and other shortings. The advantage of GSM wireless meter reading system is accurate metering , reliable munication, meterreading convenience, low power consumption and the laboursaving, remote monitoring, remote maintenance functions.The wireless meterreading system is consist of MCU module, flow number of modules, power module, displaying module, GSM munication module, clock module, infrared keyboard modules, print modules, leak detection module, Extinguished the fire detection module and memory module. The system to achieve the amount of counting, pricing, the amount of inquiries, GSM wireless remote meterreading, printing, storage, liquid crystal display, infrared keyboard control, the number changes, price changes, the alarm settings, time settings, Manually stop the clock, leak detection , Extinguished the fire detection，alarm and other functions. Final pletion of a multipurpose household gas meter design. 雖然現(xiàn)在只有少數(shù)的大城市采用了的智能路燈控制，但全國(guó)全面建設(shè)的號(hào)角已經(jīng)吹響，很多的大中型城市已經(jīng)開(kāi)始全面部署。Electronic technology related enterprises are quick followup. 相信在幾年之內(nèi)，原始的路燈系統(tǒng)將會(huì)被現(xiàn)代化的照明系統(tǒng)所全面取代。 Gas meter。機(jī)械式歷史悠久,技術(shù)成熟,價(jià)格低廉,但功能單一,目前占有較大的市場(chǎng)份額。機(jī)械式只能由人工抄表,這種落后的抄表方式,消耗大量的人力、物力,而且采集數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度大、采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度低。因此,國(guó)家有關(guān)部門規(guī)定以后將逐步以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的人工抄表。要能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表,則要求煤氣表必須為數(shù)字式的,且需具備一定的通信功能。為了適應(yīng)自動(dòng)抄表系統(tǒng)的需要和用戶對(duì)煤氣表功能的需求,本設(shè)計(jì)特開(kāi)發(fā)了一多功能數(shù)字式煤氣表。與現(xiàn)有的眾多智能抄表系統(tǒng)相比，本設(shè)計(jì)方案具有如下獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)：免去在住戶單元樓內(nèi)和室內(nèi)布置數(shù)據(jù)采集專用通信線路的麻煩，降低了成本，而且無(wú)線傳輸中干擾也比有線傳輸要少，即在一定程度上提高了前端數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)目煽啃?；有效利用了豐富的現(xiàn)有電力線網(wǎng)絡(luò)資源，符合創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)的要求，具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。最終完成一個(gè)多功能家庭煤氣表的成品。功率上可以滿足系統(tǒng)需要，不需要更換電源，但是，煤氣表要求不能斷電，以保證數(shù)據(jù)的正常存儲(chǔ)和用戶的正常使用，這一點(diǎn)此方案不能滿足要求。分析比較后，我選擇方案二。51單片機(jī)是8位單片機(jī)中應(yīng)用范圍比較廣的一類單片機(jī)。執(zhí)行速度較慢且搞干擾能力不強(qiáng)。PIC是數(shù)據(jù)總線和指令總線分離的哈佛總線（Harvard）結(jié)構(gòu),并且使用精簡(jiǎn)指令集（RISC），它具有尋址方式簡(jiǎn)單和代碼壓宿率高，功耗低，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，應(yīng)用平臺(tái)界面友好、開(kāi)發(fā)方便，程序存儲(chǔ)器版本齊全等優(yōu)點(diǎn)并且內(nèi)部自帶有256字節(jié)的EEPROM[1]。方案三：采用PIC 18F458?？偵?，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)功能復(fù)雜。因此采用方案三。干簧管由于不需要供電，它對(duì)一般的電磁干擾不敏感,，雖然干簧管的機(jī)械觸點(diǎn)有疲勞壽命的問(wèn)題，但質(zhì)量較好的高性能觸點(diǎn)干簧管壽命可達(dá)108次。霍爾元件雖然靈敏度高而又無(wú)觸點(diǎn)，但都需要供電，這使得整個(gè)系統(tǒng)供電問(wèn)題變得較為突出，不僅要考慮用交流電，還要考慮后備電源，所以在安裝后的運(yùn)行成本比較高。這種傳感形式一般是在在基表旋轉(zhuǎn)部件上加裝一面反射鏡面，在與反射鏡面相對(duì)應(yīng)的部位安裝一個(gè)光電傳感器，當(dāng)旋轉(zhuǎn)部件上的鏡面轉(zhuǎn)至傳感器位置時(shí)，傳感器就產(chǎn)生光電感應(yīng)，發(fā)出一次脈沖信號(hào)。②反射面污染褪色后反射失靈③在反射面邊沿上顫動(dòng)產(chǎn)生誤信號(hào)。通過(guò)比較以上三種方法，我們不難看出，采用干簧管傳感型是比較理想的傳感器。采用矩陣式鍵盤可以減少對(duì)I/O口的占用，一個(gè)4*4的矩陣鍵盤只占用8個(gè)I/O口。而且應(yīng)用在廚房。方案二：采用獨(dú)立式鍵盤。但占用I/O口較多。紅外鍵盤只用一跟外部觸發(fā)引腳。不需實(shí)時(shí)掃描且反應(yīng)迅速。總上，本設(shè)計(jì)采用方案三的紅外鍵盤。 顯示模塊是本設(shè)計(jì)中比較重要的的部分。而共陽(yáng)極數(shù)碼管與共陰極相反，則陽(yáng)極接在一起接高電平，通常的七段LED顯示器有8個(gè)發(fā)光二極管，其中七個(gè)用于構(gòu)成七筆字形的7個(gè)字段a、b、c、d、e、f、g，余下一個(gè)小構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)h。這種顯示器有共陰和共陽(yáng)極兩種。方案二：采用LCD顯示電路。這種結(jié)構(gòu)使使用上方便、便于大規(guī)模生產(chǎn)。基于上述原因, 我采用方案二。根據(jù)需要，可利用兩種方案實(shí)現(xiàn)。原理為：在單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器設(shè)三個(gè)字節(jié)分別存放時(shí)鐘的時(shí)、分、秒信息。該方案具有硬件電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但當(dāng)單片機(jī)不上電，程序?qū)⒉粓?zhí)行。方案二：本方案采用Dallas公司的專用時(shí)鐘芯片DS1302。為保證時(shí)鐘在電網(wǎng)電壓不足或突然掉電等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片內(nèi)部包含鋰電池。而且即使系統(tǒng)不上電，程序不執(zhí)行時(shí)，鋰電池也能保證芯片的正常運(yùn)行，以備隨時(shí)提供正確的時(shí)間。 串口解決方案PIC18F458單片機(jī)只有一個(gè)全雙工的串行通訊口，本設(shè)計(jì)GSM和打印機(jī)分別各需要一個(gè)串口。關(guān)于串口的分配：方案一：GSM用自帶串口，打印機(jī)用I/0模擬串口。因?yàn)镚SM對(duì)串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性要求更高。 另外進(jìn)行串行通訊時(shí)要滿足一定的條件，GSM模塊和打印機(jī)模塊的串口是RS232電平的，而單片機(jī)的串行口采用的是TTL電平，因此必須的有電平轉(zhuǎn)換電路，可以選擇1488，1489，MAX232A。方案二：采用單電源電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232可以使電路變得簡(jiǎn)單，可靠。 GSM模塊選擇 鑒于本系統(tǒng)可能工作在用戶端，距離控制中心比較遠(yuǎn)，采用普通的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸比較困難，而采用GSM模塊則可以很容易解決這方面問(wèn)題。目前已建成的覆蓋全國(guó)的GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)，是我國(guó)公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的主要方式。由于公眾GSM網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，因此本系統(tǒng)不需再組建專用通信網(wǎng)絡(luò)，所以具有實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)功能的短信應(yīng)用將得到迅速普及。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器本系統(tǒng)需要存儲(chǔ)一些重要數(shù)據(jù)。煤氣表的用量存儲(chǔ)等。它采用IIC協(xié)議通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。方案二：采用單片機(jī)本身自帶的256字節(jié)的EEPROM進(jìn)行存儲(chǔ)。PICC中都有現(xiàn)成的讀寫函數(shù)。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量不大。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 圖31 硬件總體結(jié)構(gòu)圖 PIC 18F458 單片機(jī)簡(jiǎn)介 高性能RISC CPUl 高達(dá)32K的程序存儲(chǔ)器。l 高達(dá)10MIPS的執(zhí)行速度。l 16位寬指令，8位寬數(shù)據(jù)通道。l 8*8單周期硬件乘法器。l 3個(gè)外部中斷引腳。l 定時(shí)器TMR1：16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。l 定時(shí)器TMR3：16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。l 捕捉/比較/脈寬調(diào)制（PWM）（CCP）模塊。 比較單元：16位，最大分辨率為100 ns（Tcy）。 最大PWM頻率：8位分辨率時(shí)為156 kHz,10位分辨率時(shí)為39kHz。 可選擇PWM極性。l 有2種工作方式的主同步串行通信（MSSP）： 3線SPI主控方式（去持所有4種SPI工作模式）。l 可尋址的USART模塊：支持中斷地址位。l 模擬比較模塊：可編程