1、毕业设计毕业设计开题报告开题报告 姓名 学号 专业 电气工程及其自动化 设计题目 远程自动抄表系统下位机的设计与实现 1. 毕业设计的目的及意义： 随着经济的飞速发展，居民用水量的需求越来越大，水表的数量也迅速增加，同时居 民住宅的质量和档次越来越高 ，住户对住宅环境、物业管理水平的要求也日益提高。传统 的抄表方式存在许多弊端，不仅浪费人力物力，又不可避免存在人为因素造成的误差，而 且对用户的日常生活造成不便，已经不适应现代物业管理的需要。因此，将单片机控制技 术应用于抄表系统，设计出一种相对先进的，能准确采集样本数据并进行相应处理，具备 显示和上传数据的下位机是非常具有使用价值的，从而自动抄
2、表技术应运而生。 自动抄表 ( Automatic Meter Reading - AMR )系统是当代微机技术、数字通讯技术与 电计量技术的完美结合 ，是提高管理部门自动化水平的需要，它将集计量、数据采集、传 输、处理于一体 ，是将城乡居民用电用水信息加以综合处理的系统。该系统使供水公司及 物业管理部门从根本上减轻了人工上门抄表的劳动强度 ,克服了传统人工抄表模式的低效 率和不确定性 ,推进了供水管理现代化的发展进程。 该系统对提高供水部门的管理水平和经 济效益无疑有着十分重要的意义。 在国外集中抄表系德国 MEILEK 公司开发的无线发射式水表，除安装常规数据采集、 处理、存储模块外，另设
3、置无线发射装置，通过远程装置接收信号，此种水表不需铺设线 路和线路维护、安装方便。由于单表设计无线发射装置，研究起步也较早，且比较深入， 从标准的制定到抄表专用芯片的生产都比较成熟。多种集中抄表技术得到了相对广泛的、 成功的应用，目前在发达国家基本上都实现了远程集中抄表。 在国内主要有五种抄表系统：无线抄表、红外抄表、电话线抄表、总线抄表、电力线 载波通信抄表。而本设计的远程抄表方案是基于当前中国移动提供的 GPRS 业务，即通过 GPRS网实现。 下位机将测得的水表数据经过协议封装后发送到中国移动的GPRS数据网络， GPRS/GSM 网络通过无线传输到 Internet 网络，然后通过 T
4、CP/IP 协议与上位机相连。上位 机可以随时接收下位机传输来的数据，也可以随时向下位机发送抄表命令，并能把下位机 传来的数据传输给数据库存储起来实现数据管理，以便以后随时供工作人员查询。 2. 基本内容和技术方案： 系统硬件的结构框图如下所示： 研究方案： 本次研究的目标是利用 51系列单片机A T89C52和 GPRS技术设计一个无线抄表系统 ， 这是一种高效、可靠的自动化抄表系统 ，其功能是采集用户水表数据 ，经过存储、传输 和处理 ，实现数据采集、管理以及预付费和实时监控等。基于此目标把研究任务主要分为 以下三大部分来完成 ： ( 1)系统方案的设计 这部分首先介绍了系统设计原理及基本
5、思路，按照设计的基本要求将系统分为五大模 块，分别是数据采集模块、A/D 转换模块、单片机控制模块、显示模块及 GPRS 模块。然 后对每个部分分别进行论证，对需要的硬件进行选型，根据每个方案的优点与缺点，从两 个或多个方案里选择最优方案。 (2)系统硬件设计 这部分详细介绍了硬件的设计和布置以及硬件的结构功能。 简单来说， 数据采集模块采 集由流量传感器传来的电压信号经过 A/D 转换部分，转换后的数字信号送给控制器处理， 由单片机完成对该数字量的处理，驱动显示模块完成数据的实时显示，并把数据通过 GPRS 传送给上位机，此部分对软件的设计要求比较高，系统的大部分功能都需要软件来控制。 流量
6、传感器 A/D 转换器 单片机 STC89C52 带有中文字库 的 LCD1602 数据采集 部分 数据显示模块 华为 GTM900-C 通信模块 (3)系统软件设计 软件是一个系统的灵魂，程序设计是一件复杂的工作，这部分主要介绍了软件的算法， 流程图，以及开发软件 Keil uVision2。先确定主程序流程图，后确定子程序流程图，然后根 据流程图分别编写出主程序与子程序，经调试后正常运行。 3. 主要参考文献： 1 张洪润，刘秀英，张亚凡.单片机应用设计 （200 例上册）M. 北京，北京航空航天 出版社，2005 2 赵亮，侯国锐. 单片机 C 语言编程与实例M. 北京：人民邮电出版社，2003 3 常喜茂，孔英会，付小宁. C51 基础与应用实例M. 北京：电子工业出版社，2001 4 白延敏. 51 单片机典型系统开发实例精讲M. 北京：电子工业出版社，2009 5 赵建领. 51 系列单片机开发宝典M. 北京：电子工业出版社，2007，134156 6 李群芳，肖看. 单片机原理接口及应用M.
