基于Meter-Bus协议的自动抄表系统的研究与实现

论文摘要

伴随着我国人民生活水平的提高,物业管理水平的发展,网络技术和通信技术的不断发展和现代化智能居住小区的不断涌现,给水、电、气表的抄收工作提出了新的要求。传统的抄表方式已不能满足当今社会的需求,对于传统的抄表系统,存在施工周期长、布线难度大、成本高等问题,同时这样也大大浪费了人力物力。为了满足智能化小区物业管理部门对数据统计及收费管理的需要,弥补当前抄表系统的缺陷,提出了基于Meter-Bus总线的自动抄表系统的研究课题。Meter-Bus总线技术具有传输距离长,通信波特率灵活、抗干扰能力强的特点,其在仪表自动抄读领域应用比较广泛。在本课题研究中,根据功能的不同,将自动抄表系统分为集中器和线号器两个部分。本文首先介绍了课题研究的背景、自动抄表系统的概念及国内外研究现状、各种远程自动抄表技术的比较以及课题的主要研究内容和意义。然后详细介绍了Meter-Bus总线的概念以及Meter-Bus总线的工作原理和通信协议,并介绍了该自动抄表系统的功能以及整体设计方案和防雷击技术。论文着重阐述了集中器和线号器的硬件和软件设计,其中集中器的硬件设计包括集中器的硬件原理介绍及其处理器Cortex-M3内核简介,并详细介绍了电源电路和集中器Meter-Bus总线的调制解调原理以及软件开发平台和整体流程设计；线号器的硬件设计包括线号器的硬件原理、CPU模块以及线号器Meter-Bus总线的调制解调原理的介绍,并详细介绍了线号器的软件开发平台和整体流程设计。最后我们对系统作了测试并给出了总结和展望,指出了系统设计的后续工作经过测试表明,该自动抄表系统能够准确的抄读仪表的数据,成功地实现了系统的功能,并体现了系统的操作简单、稳定可靠、抗干扰性强、低功耗等特点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 远程自动抄表技术
• 1.2.1 远程自动抄表技术简介
• 1.2.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3 各种远程自动抄表技术的比较
• 1.4 课题的主要研究内容及意义
• 第二章 METER-BUS仪表总线技术
• 2.1 M-BUS仪表总线概述
• 2.1.1 M-Bus仪表总线简介
• 2.1.2 M-Bus仪表总线的功能特点
• 2.1.3 M-Bus仪表总线的结构模型
• 2.2 M-BUS总线协议的原理
• 2.2.1 M-Bus仪表总线的工作原理简介
• 2.2.2 M-Bus仪表总线下行电压调制
• 2.2.3 M-Bus仪表总线上行电流调制
• 2.3 M-Bus仪表总线协议
• 2.3.1 帧结构
• 2.3.2 命令帧
• 2.4 集中器的通信协议
• 2.4.1 帧格式
• 2.4.2 本系统实际应用中涉及到的帧格式
• 第三章 基于METER-BUS仪表总线协议的自动抄表系统的设计
• 3.1 系统总体设计方案
• 3.1.1 线号器的作用
• 3.1.2 集中器的作用
• 3.1.3 上位机通讯任务
• 3.1.4 仪表命令包的构成
• 3.2 防雷击技术
• 3.2.1 避雷器的原理及分类
• 3.2.2 本系统采用的防雷击措施
• 第四章 集中器的硬件和软件设计
• 4.1 集中器的硬件设计
• 4.1.1 集中器的硬件原理介绍
• 4.1.2 Cortex-M3内核简介
• 4.1.3 电源电路的设计
• 4.1.4 集中器M-Bus调制解调原理介绍
• 4.2 集中器的软件设计
• 4.2.1 集中器软件开发平台介绍
• 4.2.2 集中器软件整体流程设计
• 第五章 线号器的硬件和软件设计
• 5.1 线号器的硬件设计
• 5.1.1 线号器的硬件原理介绍
• 5.1.2 线号器的CPU简介
• 5.1.3 线号器M-Bus调制解调原理介绍
• 5.2 线号器的软件设计
• 5.2.1 线号器软件开发的平台和工具
• 5.2.2 程序模块的划分
• 5.2.3 线号器软件整体流程设计
• 第六章 系统测试
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 附录A 集中器电路板实物
• 附录B 线号器电路板实物
• 附录C 仪表测试台实物图
• 附录D 系统中涉及到的程序
• 参考文献
• 在学期间研究成果
• 致谢