嵌入式系统在无线集中有线AMRS中的应用与研究

论文摘要

随着经济的快速发展,人们对生活质量的要求日益提高,传统入户抄表方式不仅干扰居民日常生活、带来安全隐患,还存在效率低、易出错等问题。为改善居民生活质量并提高物业管理自动化水平,本文提出了一种新型自动抄表系统(AMRS)解决方案,实现准确计量并采集表具示数、可靠传输数据、后台统计及收费等功能。本文将嵌入式系统的相关技术应用到AMRS中,以软硬件协同设计思想为指导,合理划分软硬件功能,以嵌入式ARM微控制器为核心,实现现场数据无线采集与后台数据有线传输相结合的AMRS。同时,系统还实现了IC卡抄表、手持仪抄表及GPRS抄表等辅助抄表方式。实践表明,作为嵌入式ARM微控制器的STR715,具有片上资源丰富、代码密度高、运行速度快及成本低等优点,将其用于AMRS的设计与实现,可以缩小系统体积、增强可靠性并提高性价比;基于B/S模式实现后台收费管理系统,增强了系统灵活性并简化了升级维护工作;在抄表协议的实现中引入确定有限自动机(DFA)理论,使协议描述更清晰、实现更可靠。总之,本文提出的基于嵌入式系统的无线集中有线AMRS解决方案,完全满足应用需求,且成本低、功能强,具有一定的理论意义和广阔的市场前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 嵌入式系统概述
• 1.1.1 嵌入式系统的定义及特点
• 1.1.2 嵌入式系统的应用领域
• 1.1.3 嵌入式系统的发展趋势
• 1.2 AMRS 发展与现状
• 1.3 论文组织结构
• 1.4 论文所完成的主要工作及创新点
• 第二章 AMRS 框架设计
• 2.1 需求分析
• 2.2 整体框架设计
• 2.3 系统的特点
• 2.4 抄表模式
• 2.4.1 抄表模式概述
• 2.4.2 一次无线集中和IC 卡抄表模式
• 2.4.3 一次无线集中和手持仪抄表模式
• 2.4.4 两次无线集中和手持仪抄表模式
• 2.4.5 一次无线集中和GPRS 抄表模式
• 2.4.6 无线集中有线网络抄表模式
• 2.4.7 抄表模式总结
• 第三章 AMRS 详细设计
• 3.1 无线水表模块
• 3.1.1 模块选型
• 3.1.2 HAC-uT 模块发射的数据格式
• 3.1.3 功耗分析
• 3.2 楼栋集中器
• 3.2.1 功能说明
• 3.2.2 处理器选型
• 3.2.3 整体框图
• 3.2.4 电源及时钟
• 3.2.5 人机接口
• 3.2.6 存储接口
• 3.2.7 抄表接口
• 3.2.8 控制台
• 3.3 小区集中器
• 3.3.1 功能说明
• 3.3.2 硬件设计
• 3.3.3 软件设计
• 3.4 收费中心服务器
• 3.4.1 功能说明
• 3.4.2 硬件设计
• 3.4.3 软件设计
• 3.5 抄表协议
• 3.5.1 抄表协议制定原则
• 3.5.2 抄表协议帧格式
• 3.5.3 抄表协议命令集
• 3.5.4 抄表协议自动机
• 3.5.5 抄表协议的实现算法
• 第四章 系统功能测试
• 4.1 测试目的
• 4.2 测试工具
• 4.3 测试过程
• 4.4 结论
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果及发表的学术论文