0034、基于单片机的电集中抄表设计论文资料.doc

目 录 引言 1 1 集中抄表系统的发展及概况 1 1.1 电集中抄表系统 1 1.2 国内外发展的概况 2 1.3 住宅抄表自动化系统应用条件 3 2 方案论证与比较 3 2.1 抄表部分 3 2.1.1方案1： 3 2.1.2方案2： 3 2.1.3方案3： 3 2.2 数据传输部分 4 2.2.1方案1： 4 2.2.2方案2： 4 2.2.3方案3： 4 3 系统硬件设计 5 3.1 电能表模块电路设计 5 3.1.1AT89C51介绍 6 3.1.2固态继电器 9 3.1.3光电转换电路设计 10 3.1.4电流检测电路 11 3.1.5单片机系统电路 12 3.2 CAN总线接口电路的设计 12 3.2.1CAN总线概况 12 3.2.2SJA1000介绍 13 3.2.3与PCA82C200兼容性 16 3.2.4PCA82C250/251收发器 17 3.2.5RS-232标准 18 3.2.6MAX232 芯片简介 21 3.2.7CAN总线接口电路 23 3.2.8硬件电路 24 4.软件设计 25 4.1主程序设计流程图如图4.1所示 25 4.2 抄表模块软件设计 26 4.3 CAN总线程序设计 27 4.3.1初始化程序流程图 27 4.3.2接收程序流程图 28 4.3.3发送程序流程图 29 5 系统调试 30 5.1 调试需要的工具 30 5.2 硬件调试 30 5.2.1电路通电前检查 30 5.2.2电路通电观察 30 5.2.3功能模块调试 31 5.2.4系统连调 31 5.3 软件调试 31 6 总结 31 6.1 技术优点及缺点 31 6.2 提高测量精度的几项措施 32 6.3 问题及解决方法 32 6.4 测试结果 32 6.5 系统使用说明 32 谢 辞 33 参考文献 34 附 录 35 引言 长久以来城市居民住宅的水、电、煤气等生活能耗计量收费工作多采用传统的逐月入户验表收费方式，不仅耗费大量人力，而且对居民生活也是一种干扰，有时还给不法分子入室犯罪以可乘之机。随着改革的深入人们的生活水平的不断提高，住宅商品化、智能化的发展，住宅单元个性化和独立性的增强，这种能耗计量收费方式愈来愈显得与社会发展不相适应。而且国家建设部在居民住宅的有关技术规定中已经明确要求居民住宅中的3表（水表、电表、煤气表）必须出户。 鉴于上述情况，建立住宅自动抄表系统成为当前住宅主流的建筑技术，尤其是智能型住宅建筑中不可缺少的重要组成部分，具有十分重要的实践意义。 目前，电子水表、电子煤气表、电子电表的远程抄表系统日趋成熟。抄表自动系统基本原理是采用计算机技术，通过专用设备对3表进行远距离的自动抄录。一般通过数据采集器对表计的脉冲进行记数，然后传输控制器将信号送至计算机中心，由计算机对数据进行处理、显示、存储、打印，再通过与银行联网，实现自动收费。控制中心可显示小区内主要设备的运行状况，并可通过软件控制设备，使设备运行于最经济合理的模式中。当设备发生故障时，控制中心发生声光报警并通知管理人员处理事故。本文给出了一种基于AT89C51的电集中抄表的设计，面向的对象主要是感应式电能表是在该电能表的基础上将其改装为具有自动抄写、仿盗电，报警以及自动断电等功能的新型集中抄表。 1 集中抄表系统的发展及概况 1.1 电集中抄表系统 自动抄表（Automatic Meter Reading-AMR）是指采用通讯和计算机网络等技术自动读取和处理表计数据。发展电能自动抄表技术是提高用电管理水平的需要，也是网络和计算机技术迅速发展的必然。在用电管理方面，采用自动抄表技术，不仅能节约人力资源，更重要的是可提高抄表的准确性，减少因估计或誊写而造成帐单出错，使供用电管理部门能及时准确获得数据信息。由于电力用户因此不再需要与抄表者预约上门抄表时间，还能迅速查询帐单，故这种技术越来越受到用户欢迎电能计量和管理的需要以及电子技术的发展，使电子式电度表在20世纪70年代就已出现。随着数字电子技术的飞速进步，电子式电度表的功能逐渐增多并日臻完善。电子式电度表一般由电能测量机构和数据处理机构两部分组成，根据电能测量机构的不同，又分为机电脉冲式电度表和全电子式电度表两大类。机电脉冲式电度表沿用感应系电度表的测量机构，其数据处理机构则由电子电路和计算机控制系统实现，因而，机电脉冲式电度表是一种电子线路与机电转换单元相结合的半电子式电度表。机电脉冲式电度表技术开发的重点放在有关电能管理的数据处理方面，使之能够进行本地和远地的数据传输以及遥测和遥控。机电脉冲式电度表以感应系电度表为基础，继承了感应系电度表结构牢固、长期运行可靠和价格低廉的优点，因而在民用电能计量领域被广泛采用。全电子式电度表不再使用感应系测量机构，而是由乘法