无线抄表系统设计
|
摘要
远程数据的采集与传输在实时数据通信系统中占有重要的地位。传统的小区采用人工上户抄表的方式,浪费大量人力物力,用电、用水、用气等管理工作劳动强度大。远程无线抄表系统是以远程数据采集与传输系统理论为基础的小区智能化管理的重要组成部分。本文所设计的智能无线抄表系统可以实时或定时自动采集每一块计量表的读数,可以实现一个城市及时方便地抄收所有电、水、气的数据,并有效地监控整个系统的工作状态。
远程抄表系统实质具备了信息采集、存储、分析处理与信号传输的诸多特点。本文主要研究无线抄表系统的数据采集与传输。分析了各种数据总线原理及应用,研究和设计了远程抄表系统总线、终端采集器模块、集中器等,并重点研究了无线传输在远程抄表系统中的组成和作用,包括将无线模块嵌入到远程抄表系统中的终端仪表、手抄表、集中器等部分,并研究了个无线模块之间进行数据传输的方式。
本论文研究的数据总线部分包括仪表总线METER－BUS、RS485总线、电力载波通信、无线通信等的原理与应用设计;远程抄表系统总线终端采集器模块的设计,主要包括仪表总线终端收发芯片TSS721的原理及应用,RS－485总线终端电平转换电路原理与设计,采集器模块的原理及应用,数据采集模块的软件流程设计等内容;集中器模块设计包括集中器的电路连接设计,集中器的工作流程设计等问题。
随着科技的进步和人们对信息化要求的提高,智能住宅将逐渐在全国范围内得到推广。智能小区的主要功能应当体现在快捷、高效、安全和方便上,远程无线抄表系统是智能建筑优点的充分体现,将会获得广泛的应用。
This paper presents the basic construction of automated meter reading system. The Automatic Meter Reading System is used as an intelligence management system based on the theory of remote data reading and transfer. By being able to remotely read the meter, a meter reader is able to reach hard locations. This saves time and manpower. Because it is an electronic solution, leak and tamper detection are possible. Overall the time and manpower savings mean better than the previous reading method.
The development process and characteristics of automated meter reading system are briefly analyzed, which is made up of the communication channels, i.e. dedicated line, radio and power-line carrier.
This paper presents the system structure, the hardware structure and the program flow chart of the concentrator and the gather. The theory and application design of Meter-bus, RS-485 and Power line communication is described as well. Including the principle and application of wireless receiving chip about bus line, the exchange interface circuit communicating with M-bus bus line, the principle and application of the collector module, the design of software about data gathering module and so on; Design of concentrator module including circuit connecting design, working design of concentrator and so on.
With the progress of technique and the higher request of people's demanding on information, interllectual architecture will be applicated in all the nation. The main functions of the interllectual area can be implemented in safty, effectivity. Automatic wireless meter reading system is impletation of interllectual architecture, and will be applicated in the future.
远程抄表系统实质具备了信息采集、存储、分析处理与信号传输的诸多特点。本文主要研究无线抄表系统的数据采集与传输。分析了各种数据总线原理及应用,研究和设计了远程抄表系统总线、终端采集器模块、集中器等,并重点研究了无线传输在远程抄表系统中的组成和作用,包括将无线模块嵌入到远程抄表系统中的终端仪表、手抄表、集中器等部分,并研究了个无线模块之间进行数据传输的方式。
本论文研究的数据总线部分包括仪表总线METER－BUS、RS485总线、电力载波通信、无线通信等的原理与应用设计;远程抄表系统总线终端采集器模块的设计,主要包括仪表总线终端收发芯片TSS721的原理及应用,RS－485总线终端电平转换电路原理与设计,采集器模块的原理及应用,数据采集模块的软件流程设计等内容;集中器模块设计包括集中器的电路连接设计,集中器的工作流程设计等问题。
随着科技的进步和人们对信息化要求的提高,智能住宅将逐渐在全国范围内得到推广。智能小区的主要功能应当体现在快捷、高效、安全和方便上,远程无线抄表系统是智能建筑优点的充分体现,将会获得广泛的应用。
This paper presents the basic construction of automated meter reading system. The Automatic Meter Reading System is used as an intelligence management system based on the theory of remote data reading and transfer. By being able to remotely read the meter, a meter reader is able to reach hard locations. This saves time and manpower. Because it is an electronic solution, leak and tamper detection are possible. Overall the time and manpower savings mean better than the previous reading method.
The development process and characteristics of automated meter reading system are briefly analyzed, which is made up of the communication channels, i.e. dedicated line, radio and power-line carrier.
This paper presents the system structure, the hardware structure and the program flow chart of the concentrator and the gather. The theory and application design of Meter-bus, RS-485 and Power line communication is described as well. Including the principle and application of wireless receiving chip about bus line, the exchange interface circuit communicating with M-bus bus line, the principle and application of the collector module, the design of software about data gathering module and so on; Design of concentrator module including circuit connecting design, working design of concentrator and so on.
With the progress of technique and the higher request of people's demanding on information, interllectual architecture will be applicated in all the nation. The main functions of the interllectual area can be implemented in safty, effectivity. Automatic wireless meter reading system is impletation of interllectual architecture, and will be applicated in the future.
引文
[1]潘爱民译,计算机网络[M].北京:清华大学出版社,2006.
[2]Bernard Sklar著 徐平平等译,数字通信[M].北京:电子工业出版社,2002.
[3]胡大可.MSP43O系列单片机C语言程序设计与开发.北京:北京航空航天大学出版社,2003.
[4]中华人民共和国城镇建设行业标准.用户计量仪表数据传输技术条件.
[5]The M-BUS:A DOCUMENTATION VERSION 4.8 NOVEMBER 11,1997.
[6]刘富全.纠错编码及应用[M].哈尔滨:哈尔滨船舶工程学院出版社,1993.
[7]刘乐善.微机接口技术及应用[M].武汉:华中科技大学出版社.2000.
[8]胡大可.MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机.北京:北京航空航天大学出版社,2003.
[9]中华人民共和国电力行业标准DL/T 645-1997.多功能电能表通信规约[S].
[10]谭晖.智能无线抄表中影响无线通信效果的因素分析及无线通信协议设计.电子工程师,2002年第4期.
[11]刘志中,马家栋,孙丽芳.单片机控制远程抄表系统.微电子学与计算机,2002年第5期.
[12]王月志,刘伯刚.自动抄表系统.电测与仪表,2004年第9期。
[13]一种三表自动抄表系统的研究 杨永明等 重庆工商大学学报 2003年 第04期
[14]Frank Karlsen.Guidelines to Low Cost Wireless System Design.Nordic VLSI ASA,2001.
[15]无线远程自动抄表系统的应用分析 梁宏 广西电业2002年 第5期
[16]颜庭乔,仲跻高,徐伟.RS 485总线在电能表使用中的常见问题及分析.
[17]李朝清.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航天航空大学出版社.1999.
[18]Design-in of RF Circuit.Nordic VLSIASA.2002.
[19]433MHz Single Chip RF Transceivern RF401.Nordic,2000.
[20]孙晓松,何志明,傅先风.脉冲式电能表集成采集终端的设计[J].电子工程师,2003,29(9):39-42.
[21]朱兆优.RS 485总线在远程自动抄表系统中的应用[J].东华理工学院学报,2005,28(2):192-195.
[22]刘琰,李辉,顾亮.射频识别技术软硬件系统研制.电子技术,2002(3):29.
[23]TSS 721 A METER-BUS TRANSCEWER,Texas Instruments Incorporated,April,1997.
[24]MSP430x12x MIXED SIGNAL MICROCON-TROLLER.TI Data Sheet,2001.
[25]Klaus Finkenzeller.射频识别(RFID)技术.电子工业出版社,2001:129-130.
[26]李朝青.PC机及单片机数据通讯技术.北京:航天航空大学出版社,1999.
[27]蒋俊峰.无线收发心片片比较与选择.今日电子,2003(9).
[28]CC1000 Single Chip Very Low Power RF Transceiver.Rev1.0.Chipcon,2001.
[29]一种楼宇无线自动抄表系统的设计 全为民 电测与仪表2003年第10期
[30]关于GPRS/SMS的无线抄表系统的终端机设计 韩东方等 工业控制计算机2004年 第10期
[31]供水计量抄表系统的发展 魏庆华 中国计量 2007年 第03期
[2]Bernard Sklar著 徐平平等译,数字通信[M].北京:电子工业出版社,2002.
[3]胡大可.MSP43O系列单片机C语言程序设计与开发.北京:北京航空航天大学出版社,2003.
[4]中华人民共和国城镇建设行业标准.用户计量仪表数据传输技术条件.
[5]The M-BUS:A DOCUMENTATION VERSION 4.8 NOVEMBER 11,1997.
[6]刘富全.纠错编码及应用[M].哈尔滨:哈尔滨船舶工程学院出版社,1993.
[7]刘乐善.微机接口技术及应用[M].武汉:华中科技大学出版社.2000.
[8]胡大可.MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机.北京:北京航空航天大学出版社,2003.
[9]中华人民共和国电力行业标准DL/T 645-1997.多功能电能表通信规约[S].
[10]谭晖.智能无线抄表中影响无线通信效果的因素分析及无线通信协议设计.电子工程师,2002年第4期.
[11]刘志中,马家栋,孙丽芳.单片机控制远程抄表系统.微电子学与计算机,2002年第5期.
[12]王月志,刘伯刚.自动抄表系统.电测与仪表,2004年第9期。
[13]一种三表自动抄表系统的研究 杨永明等 重庆工商大学学报 2003年 第04期
[14]Frank Karlsen.Guidelines to Low Cost Wireless System Design.Nordic VLSI ASA,2001.
[15]无线远程自动抄表系统的应用分析 梁宏 广西电业2002年 第5期
[16]颜庭乔,仲跻高,徐伟.RS 485总线在电能表使用中的常见问题及分析.
[17]李朝清.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航天航空大学出版社.1999.
[18]Design-in of RF Circuit.Nordic VLSIASA.2002.
[19]433MHz Single Chip RF Transceivern RF401.Nordic,2000.
[20]孙晓松,何志明,傅先风.脉冲式电能表集成采集终端的设计[J].电子工程师,2003,29(9):39-42.
[21]朱兆优.RS 485总线在远程自动抄表系统中的应用[J].东华理工学院学报,2005,28(2):192-195.
[22]刘琰,李辉,顾亮.射频识别技术软硬件系统研制.电子技术,2002(3):29.
[23]TSS 721 A METER-BUS TRANSCEWER,Texas Instruments Incorporated,April,1997.
[24]MSP430x12x MIXED SIGNAL MICROCON-TROLLER.TI Data Sheet,2001.
[25]Klaus Finkenzeller.射频识别(RFID)技术.电子工业出版社,2001:129-130.
[26]李朝青.PC机及单片机数据通讯技术.北京:航天航空大学出版社,1999.
[27]蒋俊峰.无线收发心片片比较与选择.今日电子,2003(9).
[28]CC1000 Single Chip Very Low Power RF Transceiver.Rev1.0.Chipcon,2001.
[29]一种楼宇无线自动抄表系统的设计 全为民 电测与仪表2003年第10期
[30]关于GPRS/SMS的无线抄表系统的终端机设计 韩东方等 工业控制计算机2004年 第10期
[31]供水计量抄表系统的发展 魏庆华 中国计量 2007年 第03期