城市供暖热量计量计费系统设计.doc

摘要:随着经济、社会的发展,人民环保意识、节能意识的增强,国家正在大力推广用户计量、自动抄表技术,以解决集中供暖中存在的问题和矛盾。针对目前国内供暖收费方式不合理的现状,本文对城市供暖计费系统进行了探讨,研制了一种基于微电子技术、智能检测技术、计算机技术以及无线通信技术的热量计量计费一体化系统,以实现供暖按户计量计费的目标。这一系统的使用和推广对于节约能源、减轻大气污染、提高效率和改革供暖体制必将起到巨大的促进作用。热量计量计费一体化系统是一套完整的数据采集系统,它由智能型热量表、数据采集器和上位机计费管理软件三部分组成。本文首先对热量表进行了总体设计,根据系统低功耗的要求完成了各功能元件的选型和软硬件设计。使整个热量表具备了数据计算、液晶显示和电源电压检测等功能,实现了对温度、流量等耗能数据的采集,并通过无线通信传送至数据采集器; 利用ATMEL 公司AT89C51作为控制器的核心器件,在上述硬件电路及控制算法的基础上,利用汇编语言,研制开发了城市供暖控制器的控制软件。

关键词 智能检测热量；表；无线抄表

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题的来源和研究意义-1

1.2 国内外发展现状-1

1.2.1 欧美常用热量计量方法及仪表-1

1.2.2 我国现行供热收费办法-2

1.3 课题的研究内容和目标-2

2 供暖计费系统的检测计量部分设计与实现-3

2.1 数学模型的建立-3

2.2 流量采集部分的设计与实现-4

2.3 温度采集部分的设计与实现-7

2.3.1 温度传感器DS18B20-7

2.3.2 测温电路的实现-9

3 供暖计费系统的无线通信部分设计与实现-12

3.1 无线通信基础-12

3.2 无线通信芯片nRF401介绍-13

3.2.1 nRF401概论-14

3.2.2 nRF401的控制-16

3.3 无线通信协议的实现-16

3.3.1 抄表流程-17

3.4 无线通信协议的软件设计-18

4 供暖计费系统的硬软件设计与实现-22

4.1 液晶显示模块-22

4.2 监视电路-23

4.3 暖计费系统的硬件电路设计-24

4.4 其它硬件电路设计-24

4.5 单片机与PC机串行通信-25

4.6 单片机的选择-27

4.7 数据存储模块-28

4.8 DS12887时钟接口电路-29

4.9 供暖计费系统的软件设计-30

5 供暖计费系统的抗干扰设计-32

5.1 硬件抗干扰设计-32

5.2 软件抗干扰设计-32

结论-34

致谢-35

参考文献-36