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1、毕业设计(论文)说明书题 目： 基于单片机的电集中抄表基于单片机的电集中抄表院 （系）： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 题目类型：题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发年 月 日摘 要本文阐述了基于单片机的电集中抄表系统，系统是在感应式电能表的基础上将其改装成为具有自动抄表和远程数据传输的新型的抄表形式。基于这种技术，文中将详细地介绍该电集中抄表系统的可行性，市场前景，硬件设计，软件设计，以及调试方法等。整个系统包括抄表模块和数据传输模块两大部分电路。抄表模块完成的是脉冲转换，电流检测，报警和自动断电的功能。数据传输模块负责抄表系统与PC 机控
2、制中心的连接，实现控制中心对用电户进行同一抄表和统一收费的管理模式。应用该系统可以改变传统的抄表模式节省了人力，实现小区的智能化管理。文章的最后还总结了一些设计过程中遇到的问题以及解决方法。关键词： AT89C51 单片机；光电转换；电能表；防盗电；CAN 总线AbstractThis article elaborates copies the table based on the monolithic integrated circuit electricity centralism is re-equips into in the induction-type electrical ene
3、rgy table foundation it has copies automatically the table and the long range data transmission new copies the table form. Based on this kind of technology, in the article in detail introduced this electricity centralism copies the table system the feasibility, the market prospect, the hardware desi
4、gn, the software design, as well as debugging method and so on. The overall system including copies the table module and the data transmission module two major part electric circuits. Copies the table module to complete is the pulse transforms, the electric current examination, reports to the police
5、 with the automatic power failure function. The data transmission module copies the table system and the PC machine control center connection responsibly, the realization control center to uses electricity the household to carry on identical copies the table and the unification charge management pat
6、tern. Might change the tradition using this system to copy the table pattern to save the manpower, realized the plot intellectualized management. The article finally also summarized the question as well as the solution which in some design process meets.Key word：AT89C51 monolithic integrated circuit
7、；Photoelectricity transformation；Electrical energy table；Security electricity；CAN main line目 录引言.1 1 集中抄表系统的发展及概况.11.1 电集中抄表系统11.2 国内外发展的概况.21.3 住宅抄表自动化系统应用条件3 2 方案论证与比较.32.1 抄表部分32.1.1 方案 1：.32.1.2 方案 2：.32.1.3 方案 3：.32.2 数据传输部分42.2.1 方案 1：.42.2.2 方案 2：.42.2.3 方案 3：.4 3 系统硬件设计.53.1 电能表模块电路设计.53.1.1
8、AT89C51 介绍63.1.2 固态继电器93.1.3 光电转换电路设计103.1.4 电流检测电路.113.1.5 单片机系统电路.123.2 CAN 总线接口电路的设计.123.2.1CAN 总线概况123.2.2SJA1000 介绍.133.2.3 与 PCA82C200 兼容性.163.2.4PCA82C250/251 收发器.173.2.5RS-232 标准183.2.6MAX232 芯片简介.213.2.7CAN 总线接口电路.233.2.8 硬件电路24 4.软件设计.254.1 主程序设计流程图如图 4.1 所示.254.2 抄表模块软件设计.264.3 CAN 总线程序设计
9、274.3.1 初始化程序流程图274.3.2 接收程序流程图.284.3.3 发送程序流程图.29 5 系统调试.305.1 调试需要的工具305.2 硬件调试305.2.1 电路通电前检查.305.2.2 电路通电观察.305.2.3 功能模块调试.315.2.4 系统连调315.3 软件调试31 6 总结.316.1 技术优点及缺点316.2 提高测量精度的几项措施326.3 问题及解决方法326.4 测试结果326.5 系统使用说明32 谢 辞.33 参考文献.34 附 录.35引言引言长久以来城市居民住宅的水、电、煤气等生活能耗计量收费工作多采用传统的逐月入户验表收费方式，不仅耗费大
10、量人力，而且对居民生活也是一种干扰，有时还给不法分子入室犯罪以可乘之机。随着改革的深入人们的生活水平的不断提高，住宅商品化、智能化的发展，住宅单元个性化和独立性的增强，这种能耗计量收费方式愈来愈显得与社会发展不相适应。而且国家建设部在居民住宅的有关技术规定中已经明确要求居民住宅中的 3 表（水表、电表、煤气表）必须出户。鉴于上述情况，建立住宅自动抄表系统成为当前住宅主流的建筑技术，尤其是智能型住宅建筑中不可缺少的重要组成部分，具有十分重要的实践意义。目前，电子水表、电子煤气表、电子电表的远程抄表系统日趋成熟。抄表自动系统基本原理是采用计算机技术，通过专用设备对 3 表进行远距离的自动抄录。一般
11、通过数据采集器对表计的脉冲进行记数，然后传输控制器将信号送至计算机中心，由计算机对数据进行处理、显示、存储、打印，再通过与银行联网，实现自动收费。控制中心可显示小区内主要设备的运行状况，并可通过软件控制设备，使设备运行于最经济合理的模式中。当设备发生故障时，控制中心发生声光报警并通知管理人员处理事故。本文给出了一种基于 AT89C51 的电集中抄表的设计，面向的对象主要是感应式电能表是在该电能表的基础上将其改装为具有自动抄写、仿盗电，报警以及自动断电等功能的新型集中抄表。 1 集中抄表系统的发展及概况集中抄表系统的发展及概况1.1 电集中抄表系统电集中抄表系统自动抄表（Automatic Me
12、ter Reading-AMR）是指采用通讯和计算机网络等技术自动读取和处理表计数据。发展电能自动抄表技术是提高用电管理水平的需要，也是网络和计算机技术迅速发展的必然。在用电管理方面，采用自动抄表技术，不仅能节约人力资源，更重要的是可提高抄表的准确性，减少因估计或誊写而造成帐单出错，使供用电管理部门能及时准确获得数据信息。由于电力用户因此不再需要与抄表者预约上门抄表时间，还能迅速查询帐单，故这种技术越来越受到用户欢迎。电能计量和管理的需要以及电子技术的发展，使电子式电度表在 20 世纪 70 年代就已出现。随着数字电子技术的飞速进步，电子式电度表的功能逐渐增多并日臻完善。电子式电度表一般由电能
13、测量机构和数据处理机构两部分组成，根据电能测量机构的不同，又分为机电脉冲式电度表和全电子式电度表两大类。机电脉冲式电度表沿用感应系电度表的测量机构，其数据处理机构则由电子电路和计算机控制系统实现，因而，机电脉冲式电度表是一种电子线路与机电转换单元相结合的半电子式电度表。机电脉冲式电度表技术开发的重点放在有关电能管理的数据处理方面，使之能够进行本地和远地的数据传输以及遥测和遥控。机电脉冲式电度表以感应系电度表为基础，继承了感应系电度表结构牢固、长期运行可靠和价格低廉的优点，因而在民用电能计量领域被广泛采用。全电子式电度表不再使用感应系测量机构，而是由乘法器完成对电功率的测量。由于它没有传统电度表
14、上的旋转机构，因而又被称为“静止式电度表”或“固态电度表”。近年来，各种新型电子式电度表不断推出，型号各异，功能众多，但其基本原理相同，主要功能可归为三个方面：计量、计费功能，包括分时计量、最大需量计量和预付费等；保护功能，包括过电流、过电压保护与防窃电等；通讯功能，可以是红外通讯、无线电通讯或载波通讯等。1.21.2 国内外发展的概况国内外发展的概况水、电和燃气是生活中必不可少的，它们的发展一直倍受人们的关注。在人们关注的同时，三表抄送系统产生了，并且，随着科技的不断发展，三表抄送系统也越来越智能化。同时，随着人们的生活水平不断提高，老百姓对生活环境提出了更高的要求；在政府政策的鼓舞下，家居
15、智能化得到了高速的发展。同时，随着科技的发展，小区住宅除了满足人们最基本的居住要求，还要将方便、省时的物业管理带给住户。实现住宅的三表（水、电、煤气）出户自动抄表、自动计费，已成为新型智能小区的必备条件。作为智能化产业链中的一环智能抄表系统也同时得到了蓬勃发展。从沿海的经济发达地区深圳、广州、上海到政治文化中心北京，以及中国西部城市成都、重庆、贵州、昆明等地均不同程度地建设了智能化示范小区。这些智能化住宅小区的建设，提高了住户的生活质量，扩大了住户的居住空间，为当地智能化建设起到了示范作用。让我们回头看看，几年前甚至是在现在，很多落后的地区对三表抄送这一块还是用最原始的方法，亲“自登门拜访”，
16、这就是传统的抄表方式。传统的三表需要抄表人员定期挨家挨户抄取数据，结算出费用后，再到各家索取，误差大、统计工作量大，人为的错误给物业管理和用户带来极大不便。现在有许多地区改为插卡式买电装置，这虽然减少了人为因素，但是买电时要到银行，费时费力，且水、电、气表分别交费，也有许多不便之处。 小区智能抄表系统节省时间、人力、物力，提高工作效率，降低物业成本，准确及时地将住户所使用的三表数据显示出来，为实现小区科学、系统的物业管理提供了有效的解决方法。小区智能抄表系统的出现，方便了住户，可设置多级加密功能，定义访问权限，更可增加系统的保密性。防泄漏报警可以使住户放心，不必因家中只有老人、孩子而担心煤气的泄漏与触电现象的发生。一方面杜绝了抄表扰民的问题；另一方面可以简化管理手段，减轻物业管理负担。因此三表
