推荐AT89C51的远程抄表系统设计本科生精品.docx

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推荐AT89C51的远程抄表系统设计本科生精品

基于AT89C51的远程抄表系统设计

摘要

介绍了一种崭新的以AT89C51单片机为核心器件,结合外部元件设计的远程抄表系统设计方案。

并介绍了具备远程数据采集功能和数据通信功能的系统的硬件设计和软件设计。

经投入使用,表明该系统的各种功能都能达到预期效果,效果较好。

另外还进行了抗干扰分析，并从硬件和软件上进行了抗干扰设计,对印制电路板的电磁兼容问题给了一些相应的解决措施，并在ansoft中进行了性能仿真。

从而使系统抗干扰性能有了明显的提高。

该课题对电力系统中电能管理有一定的适用价值，同样还可以推广到其他相关的一些行业，有较高的社会推广价值。

本文对整个抄表系统进行了较为全面的设计，着重对系统底层的能耗数据的采集和集中、数据通信网络和通信方式等做了较为详细的设计。

在硬件上对CPU数据存储及其监控电路、数据传输、通信标准、时钟电路、串口扩展、电能采集和显示电路都做了详细的论述。

并且广泛应用的RS-485电气接口的串行通讯技术作为通讯方式。

在软件上对数据进行采集、通信、显示子程序、校验子程序等做了详细的说明。

该远程抄表系统实现了多用户的电能信息的远程自动抄表，能够实现住宅能耗计量的高质量和高效率管理。

关键词:

远程抄表;AT89C51单片机;RS2485

DesignofremotemeterreadingsystembasedonAT89C51

Abstract

UsingAT89C51single-chipmicroputerasthecoredevice,binedwithexternalponents,thedesignofaremotemeterreadingsystemispresentedinthispaper.Thehardwareandsoftwaresystemswhichpossesstheremotedatacollectinganddatemunicationfunctionsarealsodesignedinthispaper.Thesystemhasbeenusedinpractice,Theresultsshowthatthevariousfeaturesofthesystemachievedthedesiredresultsandgoodeffects.Inaddition,anti-interruptionperformanceandadoptaccordingtheprecautionbasedonthehardwareandthesoftware,toimprovethesystem'sreliability.GivesomemethodstosolvetheEMI/EMCproblemoftheprintedcircuit.EmulatetheEMI/EMCperformanceoftheprintedcircuitintheansoftsoftware.Generally,thestudyonthetopicwilldevelopahighlevelontheelectricalpowersystemmanagement.Anditisveryworthyofgeneralizationandapplication.Thearticlegivesanall-rounddesignofthissystem.Itexpatiatesondetaildesignsofdatacapturingandcollecting,datamunicationnetworkandmode.Inthisthesis,aboutthehardware,aparticularexplanationofthechoiceofCPU、inspectcircuit、datamemoryetcweregiven.AnditusesasynchronousserialmunicationtechnologybasedonRS-485electricinterfaceasmunicationmeans.Thesoftware,wegivetheprogramofimpulsecollection、munication、displayandsoon.ThisLong-distancemeterreadingsystemrealizesthemulti-userpowerinformationremoteautomatictranscribing,canrealizeresidentialenergyconsumptionofhighqualityandhighefficiencymetrologymanagement.

Keywords:

remotemeterreading;AT89C51single-chipmicroputer;RS2485

（）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的（），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

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指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用（）的规定，即：

按照学校要求提交（）的印刷本和电子版本；学校有权保存（）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位版权使用授权书

本学位作者完全了解学校有关保留、使用学位的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交的复印件和电子版，允许被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位。

涉密按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

1.绪论

1.1远程抄表系统的国内外概况

远程抄表系统又称自动抄表系统,国外称为AutomaticMeterReadingSystem，通常缩写为AMRS。

它是将终端用户电表单元的数据采集后，通过现代传输通讯技术送到远端管理部门进行数据处理的系统。

采用远程抄表技术，不仅能节约人力资源，更为重要的是可以提高抄表的准确性，减少因估计或誊写而造成账单出错，使供管部门能及时准确获得数据信息。

由于用户因此不再需要与抄表者预约上门抄表时间，还能迅速查询账单，这种技术越来越受到用户的欢迎。

远程抄表系统广泛应用于电力部门。

随着公用事业部门的现代化管理需要，智能化住宅概念的推广，此项技术在近年来在国内外取得了迅猛的发展。

对该项技术的研究也从各个角度展开，从国内外相关技术拓展报道看,市场前景广阔。

九十年代以来，美国在AMR技术的开发和应用上取得了长足的进步。

据资料披露，美国在1990年度，共有791项AMR应用项目，其中约有550万台电表实现了自动抄表;而这个时期主要是采用的EMR（Readingandenteringdataonahand-heldputerkeyboard）采用手持计算机的人工抄表:

随后开发了OMR（off-sitemeter-reading）无线方式的户外抄表。

是指通过车载无线电自动抄表。

九十年代以后，随着电子及通信技术的发展，出现了以电力载波、电话网、有线电视网、无线通讯为媒介的AMR技术，并在以美国为代表的西方发达国家广泛的推广应用。

信息化社会在逐步改变人们的生活方式与工作习惯的同时,也对一些传统的理念提出了挑战。

随着科技的进步、人民生活水平的提高,在智能化小区的管理系统中,安全自动化、通信自动化和管理自动化是三个主要的特征。

耗能表（冷、热水表、电表、煤气表）数据抄收问题是衡量小区管理水平的一个非常重要的,不可回避的问题。

对于它们的抄收问题解决是否有效将直接影响到居住的安全性、便捷性,也影响到物业管理工作。

以往耗能表的抄收采用人工方式,不能保证数据的准确性和实时性,会造成大量的人力、物力及时间上的浪费,也可能造成错抄、漏抄、估抄的现象,给收费人员和住户带来很大的麻烦,甚至造成很多不必要的纠纷。

因此远程抄表系统既能满足实际要求,又能提高能源管理的自动化水平和现代化水平,是促使人工抄表方式向数字化、自动化方向发展的方式。

这样,远程抄表系统成为了小区“智能化建设”的一个重要的部分,成为新兴智能小区的必备条件。

1.1.1上层星型通信方案

星型通信系统是以安装在供电局管理中心的系统工作站为中心点，以发散形式分别通过通信信道与分散于各区域的集中器连接，形成一对多的连接形式。

在这种方式下，信道的通信数据量较大，要求有一定的传输速率和带宽。

根据信道的介质可以分为光纤、电话线和无线三种模式。

（1）光纤通信

光纤通信具有带宽、传输速率高、传输距离远以及高抗干扰性等特点，非常适合上层通信网的要求。

因为光纤本身难以实现T型连接，不能实现总线结构（除非采用光纤环网技术），因此特别适合于星型连接。

由于目前星型连接节点造价高，安装费用也比较高，在ARMS系统中无法采用。

随着光纤技术和网络技术的发展，不久以后再ARMS系统中使用光纤通信网进行上层通信将是一种很好的选择。

（2）电话线网

由于电话线网在城镇的迅速普及,利用现有的电话网进行数据通信也是一个经济有效的方案。

利用电话通信，只需在数据集中器和管理中心主机加调制解调器（Modem）即可，其通信速率可达2.4kbs,9.6kbs甚至56kbs。

主机对集中器的呼叫主要通过拨号由交换机自动完成。

（3）无线通信网

利用无线电波进行无线通信，对于范围广、布局分散的集中器进行数据通信是一种较好的选择。

其特点是传输频带较宽，通信容量较大（可达几千台），通信距离较长（一般几十公里，还可以通过中继站延伸到更远）。

在进行通信时，管理中心主机控制无线电台发出呼叫命令，各集中器收到命令后进行地址对比，如正确则发出应答信号，完成数据链接的建立，然后进行数据通信。

使用这种通信方式，安装调试方便，主要缺点是要申请频点使用权，如果频点选择不合理，相邻的两个信道会产生相互的干扰。

一般情况下，小型无线电台的通信速率较低，常用600bs或者1200bs，且设备安装成本较高，所以这种通信方式的使用场合有一定的限制，多用于大用户电力负荷的无线电监控及用电管理系统中。

1.1.2底层总线型通信

总线型通信系统是为克服星型连接的不足而采用的，这种方式以一条串行总线连接各分散的采