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基于无线通信的智能抄水表系统的设计

作　者: 陈静琼
导　师: 徐慧
学　校: 南京林业大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 磁敏传感器无线收发模块智能读水表装置手持抄水表装置超低功耗
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 63次
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内容摘要

传统的抄表方式——人工抄表存在管理费用高、劳动强度大、效率低等诸多弊端,给管理中心和用户带来了极大不便。由于无线智能抄水表系统采用无线收发模块发送数据,能在不进入室内的情况下抄读水表数据,并且接收数据准确度高,因此具有传统抄表方式无法比拟的优势,目前基于无线通信的智能抄水表系统已在国内外引起广泛关注。本设计在传统水表的基础上稍加改造,即在机械水表上加装一磁敏传感器,实现机械水表的转动转换为电脉冲信号。研究内容和创新点如下：首先是采集脉冲端,在用户水表上安装磁敏传感器,磁敏传感器将水流的转动转化为脉冲输出,脉冲经无线发送模块传输到手持抄表仪；其次是接收数据端,手持抄表仪把通过无线接收模块接收到的脉冲数据存储在存储模块中,并通过液晶显示器显示,设置键盘用来键入用户名和日期,接收到的所有信息、数据通过USB接口与PC机通信；最后简要介绍系统的关键部分后,重点研究和制定了本系统的无线通信协议、手持抄表器与PC机的通信、上位机接收并存储显示数据等核心内容,对系统进行调试,实现了预期的功能。本文构建的无线智能抄水表系统能够实时准确的抄读用户数据,不仅可以实现隔门抄读水表数据,而且还具有超低功耗的优点,弥补传统抄表方式的不足,为管理中心分析处理数据提供方便。

全文目录

致谢  3-4
摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-11
  1.1 概述  8
  1.2 选题依据  8
  1.3 国内外研究现状  8-10
    1.3.1 国外智能水表的研究现状  8-9
    1.3.2 我国智能水表的研究现状  9-10
  1.4 研究背景及意义  10
  1.5 论文主要内容  10
  1.6 论文的创新点  10-11
第二章无线智能抄水表系统总体设计  11-14
  2.1 无线智能抄水表系统的总体设计  11
  2.2 无线智能抄水表系统的基本结构  11-13
    2.2.1 智能水表产生脉冲  12
    2.2.2 无线脉冲计数装置  12
    2.2.3 无线接收记录装置  12-13
  2.3 本章小结  13-14
第三章无线智能抄水表系统的硬件设计  14-34
  3.1 单片机的选择  14
  3.2 发送端电路设计  14-22
    3.2.1 脉冲采集模块电路设计  14-17
      3.2.1.1 磁敏传感器的选择  14-17
      3.2.1.2 脉冲采集电路设计  17
    3.2.2 存储电路设计  17-19
    3.2.3 无线发送模块电路设计  19-21
    3.2.4 5V稳压电源电路设计  21-22
  3.3 接收端电路设计  22-33
    3.3.1 无线接收模块电路设计  22-23
    3.3.2 液晶显示电路设计  23-25
    3.3.3 键盘模块电路设计  25-28
    3.3.4 USB接口电路设计  28-33
  3.4 本章小结  33-34
第四章无线智能抄水表系统的软件设计  34-67
  4.1 概述  34-36
    4.1.1 编程语言的选择  34
    4.1.2 编程环境的描述  34-35
    4.1.3 单片机存储器的资源分配  35-36
  4.2 发送端软件设计  36-49
    4.2.1 存储模块软件设计  37-41
    4.2.2 无线通信模块软件设计  41-49
      4.2.2.1 无线通信技术的发展历程  41
      4.2.2.2 无线通信技术的基本概念  41-42
      4.2.2.3 无线通信技术的选择  42-43
      4.2.2.4 无线通信技术的评价指标  43-49
  4.3 接收端软件设计  49-66
    4.3.1 液晶显示软件设计  51-54
    4.3.2 键盘模块软件设计  54-58
    4.3.3 USB接口软件设计  58-61
    4.3.4 PC机显示界面编写  61-66
      4.3.4.1 LabVIEW功能简介  61-62
      4.3.4.2 基于LabVIEW的界面开发  62-66
  4.4 本章小结  66-67
第五章系统算法及无线通信协议  67-72
  5.1 系统算法设计  67-69
  5.2 无线通信协议  69-71
    5.2.1 本系统无线通信协议制定  69
    5.2.2 本系统无线通信协议的基本要求  69-70
    5.2.3 本系统无线通信协议的数据格式  70-71
  5.3 本章小结  71-72
第六章系统抗干扰设计  72-74
  6.1 系统抗干扰设计  72-73
    6.1.1 本系统采取抗干扰的原因  72
    6.1.2 本系统采取的抗干扰措施  72-73
      6.1.2.1 硬件抗干扰措施  72
      6.1.2.2 软件抗干扰措施  72-73
  6.2 本章小结  73-74
第七章课题的总结与展望  74-76
  7.1 对课题的总结  74-75
  7.2 对课题的展望  75-76
参考文献  76-78
附录  78-82
攻读硕士期间发表的论文  82-83
详细摘要  83-85
Abstract  85-86

基于无线通信的智能抄水表系统的设计

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