论文摘要
随着电子信息技术的发展和人民生活水平的提高,人们对家居智能化也提出了更高的要求。传统的机械式三表（水表、气表、电表）系统由于覆盖范围广、数量多等因素,人工抄表的工作量显得非常的巨大,旧的抄表方式已不适应时代发展的要求,远程抄表系统应运而生。本文分析了目前国内外远程抄表系统的主要种类以及它们各自的优缺点,总结了目前的抄表系统常出现的问题和原因,并以三表中出现问题最多的水表为切入点,做了深入的研究和分析。本课题的主要研究任务是构架一套完整的远程抄表方案,研究内容涉及基于ARM7（S3C44B0X）的便携式抄表器, RS-485总线的抄表网络设计及隔离,数据采集终端三个方面。文中详细介绍了便携式抄表器的硬件设计和软件实现,通过移植μC/OS-II操作系统以及各功能模块的驱动,实现了人机交互界面、系统抄表管理和网络通讯的功能。在RS-485网络设计和系统隔离方面,针对抄表网络中普遍存在的信号衰减和反射严重、系统隔离性差等问题,用具体的硬件电路实现了隔离和中继两个主要功能。数据采集终端采用超低功耗型MSP430单片机为主控芯片,通过软硬件相结合的方式降低系统功耗,使得系统可在单节电池供电的情况下工作数年。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 研究背景及意义1.2 国内外发展水平和研究现状1.3 本课题主要工作内容及章节安排第二章 抄表系统原理及组成2.1 抄表系统下行通讯2.2 抄表系统上行通讯2.3 数据采集终端构成2.3.1 直读式远传水表2.3.2 脉冲式远传水表2.4 本章小结第三章 抄表系统硬件平台及软件实现3.1 抄表系统核心硬件构成3.1.1 最小系统硬件单元3.1.2 FLASH 芯片SST39VF1603.1.3 SDRAM 芯片 HY57V6416203.2 系统电源及存储模块3.3 人机交互电路接口3.3.1 触摸屏3.3.2 液晶显示电路3.4 通讯电路3.4.1 RS-485 接口电路3.4.2 RS-232 接口电路3.4.3 以太网接口电路3.5 抄表系统软件3.5.1 Bootloader 的设计与实现3.5.2 系统驱动软件3.5.3 嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的移植3.6 系统软件结构分析3.7 本章小结第四章 抄表网络设计及可靠性研究4.1 RS-485 的技术概况4.1.1 RS-485 的起源背景4.1.2 RS-485 的电气规定4.2 RS-485 的网络设计4.2.1 RS-485 网络的基本结构和配置4.2.2 RS-485 网络的总线匹配4.2.3 引出线4.2.4 RS-485 接地问题探讨4.3 RS-485 网络隔离中继器的硬件设计及分析4.3.1 网络隔离中继器在 RS- 85 网络的作用分析4.3.2 隔离中继器的硬件结构分析4.3.3 隔离中继器的基本硬件原理分析4.3.4 隔离中继器的信号传输通路分析4.4 实验结果分析4.5 本章小结第五章 网络抄表在水表系统的应用5.1 MSP430 单片机在水表数据采集终端的应用5.1.1 MSP430 超低功耗单片机简介5.2 电子水表系统结构5.2.1 水表系统结构介绍5.2.2 电源及监测模块5.2.3 数据存储模块5.2.4 电动阀门及监测模块5.2.5 水流传感及计数电路5.2.6 IC 卡接口部分5.2.7 液晶显示电路5.3 电子水表抄表网络接口5.3.1 硬件接口原理及实现5.3.2 抄表网络通讯协议5.4 水表系统软件设计与实现5.5 系统运行结果分析及验证5.6 本章小结第六章 总结与展望6.1 总结6.2 改进与展望参考文献附录致谢攻读硕士学位期间发表的论文
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