开题报告-智能电表远程抄表系统设计

开题报告-智能电表远程抄表系统设计                                                             

一、课题任务与目的
毕业设计（论文）的题目：智能电表远程抄表系统设计
主要任务：
1、    分析智能电表远程抄表系统的需求。
2、    设计总体方案，重点是电表的数值采集方法、数据的存储处理过程和发送方式。
3、    能够显示电表读数，显示具体时间和日期。
4、    能够实时自动采集电表的读数，与PC机实现交互通信，当单片机收到从主机发来的数据请求时发送有关数据。
5、    详细设计系统硬件、软件部分，并实现相关功能，重点体现出远程抄表功能。
6、    完成系统调试、功能测试。

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研究目的：通过该系统能够针对出租类公寓楼的电表数据采集提供方便 ，节省人力，节约时间，方便查询和管理。

二、调研资料情况
 [1] 严洁.单片机原理及其接口技术.机械工业出版社，2010，65-105
 [2] 范红刚.51单片机自学笔记.北京航空航天大学出版社，2009
 [3] 高云.基于MSP430的温室多路数据采集系统.农机化研究，2009，No.8
 [4] 常铁原，王欣，陈文军. 多路数据采集系统的设计.电子技术应用，2008，No.11
 [5] 叶红海，李丽敏.基于单片机的多路数据采集系统的设计与实现.2008，No.4
 [6] 彭伟.单片机C语言程序设计实训100例.电子工业出版社，2009，46-48，104-110
 [7] 杨居义，杨晓琴，王益斌等.单片机课程设计指导.清华大学出版社，2009，135-141

三、初步设计方法与实施方案
硬件部分是以51单片机为核心，还包括LED显示模块，时钟电路模块，GPS模块和串行接口部分。经过改装后的脉冲电能表或全电子电能表把用户的用电量以电脉冲信号的形式送入采集终端，采集终端将通过计数后计算出电表数据。数据被暂时存放在单片机的存储单元内，当单片机收到从主机发来的数据请求信号后，数据和时间信息才会一同被发送到主机上。系统的主要结构模块图如下图1所示。

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                          图1 系统硬件组成

说明：1、图1指出了电表的内部工作原理，起到信号源的作用；
      2、主控单片机选用8051单片机,起到数据采集处理和存储的作用；
      3、时钟电路采用实时时钟DS1302时钟芯片，起到万年历的作用；
      4、显示器选用LCD1602液晶显示完成，显示格式是（）年（）月（）日（）时电表               读数（）；
      5、PC主机在电路图中用虚拟终端来代替，实现向单片机发送指令和接收数据的作用，
硬件实现上单片机与主机之间通过GPS模块实现无线通信，达到远程抄表的目的。

软件部分应用C语言编写控制程序，对数据采集系统、数据分析、数据显示、数据通信等程序进行了设计。


                      图2 系统软件组成 [来源：http://www.doc163.com]

说明：1、对电表传送过来的电脉冲信号以一定的频率进行数据采集；
  2、分析数据，对采集到的电脉冲信号进行计数存储程序设计 ；
  3、显示数据，设计程序将时钟电路中的时间信息和相应的电表读数一同显示到LED显示器上；
  4、数据通信，设计程序实现单片机与PC主机之间的数据交互，完成主机向单片机发送指令，单片机收到指令后将有关数据发送到主机上的功能。
开发环境：51开发环境

四、预期结果
完成硬件电路图设计，绘制出相应的PCB版图，焊接电路板，调试好硬件系统。完成软件的编程和调试工作，最终实现业主对智能电表进行远程抄表的功能。

五、进度计划

第1周    明确毕业设计题目要求、写出开题报告。
第2周    调研、学习相关单片机的知识
第3周    写出项目需求具体分析。
第4，5周    完成硬件总体设计
第6-7周    完成各部分的软件详细设计
第8-12周    完成各部分的编码实现
第12-13周    写出测试样书、完成系统的测试

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第14-15周    毕业设计撰写
第16周    答辩