基于MSP430和光纤通信的智能热量表

论文摘要

本文针对目前国内热计量收费改革对热量表的迫切需求的现状,在分析热量表工作原理的基础上,从流量检测、温度检测和低功耗设计三个方面进行研究改进,设计了一种无磁式户用热量表。本文首先介绍了热量表研制的背景和意义,给出了热量表的相关概念,简要介绍了MSP430FW427单片机的原理和性能;其次分别对热量表硬件的各个主要组成部分(主控制单元,流量计,配对温度传感器等)都进行了比较分析,并对各个主要电路进行了详细地说明;再次,在软件方面,本文对这个系统的程序设计流程图进行整体的分析,并且对各个主要部分如流量测量以及温度检测等部分的流程图进行了详细的说明,用C语言完成软件的设计。最后,简要介绍了热量表的检测要求,并且对热量表的实验数据进行了分析。在此基础上,率先提出采用光纤通信技术和FTTH全光纤网络实现热量表的数据远传。分析了光纤通讯系统的原理,并进行了光纤通信系统硬件设计和相应的软件设计,使其更适宜在数字化社区网络平台上应用。为实现热量表数据远传网络集中读取奠定了基础。其中完成的主要工作有:1.总体设计和方案论证。2.元器件的选型和订购。3.硬件电路的设计、焊接、试验和调试。4.热量表系统的软件编程及整机调试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 欧洲热量表的特点和应用的局限性
• 1.2 我国热量表的发展
• 1.3 我国热量表现状
• 2 热量表设计的结构、原理和相关技术
• 2.1 热量表的结构
• 2.2 热量表的工作原理
• 2.3 热量值计算基础
• 2.4 热量表测量的参数
• 2.5 流量检测技术
• 2.5.1 流量传感器
• 2.5.2 流量传感方式
• 2.5.3 流量检测的原理
• 3 硬件电路设计
• 3.1 系统要求
• 3.2 CPU 的选型
• 3.2.1 MSP430 系列单片机特点
• 3.2.2 MSP430FW427 简介
• 3.3 总体方案设计
• 3.4 具体电路设计
• 3.4.1 电源系统设计
• 3.4.2 温度采集部分电路设计
• 3.4.3 马达驱动电路设计
• 3.4.4 液晶显示部分电路设计
• 3.4.5 键盘接口电路设计
• 3.5 硬件抗干扰措施
• 3.6 硬件的低功耗设计
• 4 软件部分的设计
• 4.1 功能分析和整体规划
• 4.2 主程序设计
• 4.3 初始化程序设计
• 4.3.1 SCAN IF 模块初始化程序
• 4.3.2 液晶初始化程序
• 4.4 按键工作方式设计
• 4.5 流量检测程序设计
• 4.6 温度处理程序设计
• 4.6.1 温度的测量
• 4.6.2 热量计算
• 4.7 热量表通信部分程序设计
• 4.8 液晶驱动程序设计
• 4.9 软件低功耗程序设计
• 5 热量表的通信系统
• 5.1 FTTH 技术
• 5.1.1 FTTH 技术的先进性及成熟性
• 5.1.2 FTTH 全光纤网络系统方案
• 5.2 数字光纤通信系统概述
• 5.2.1 系统基本构成
• 5.2.2 光纤通信的优点
• 5.2.3 光纤通信系统的基本组成
• 5.2.4 光发射机
• 5.2.5 光接收机
• 5.3 数字复接系统
• 5.3.1 数字复接技术
• 5.3.2 PCM 复用与数字复接
• 5.3.3 数字信号的复接
• 5.4 通信接口设计
• 5.4.1 数据收发芯片介绍
• 5.4.2 通信接口硬件电路连接
• 6 热量表的检定
• 6.1 热量表的要求
• 6.2 热量表检定方法
• 6.2.1 热量表分量检定的计算
• 6.2.2 主要检定设备
• 6.3 热量表检定结果
• 7 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 附录