基于单片机的无线抄表系统设计开题报告

 2022-10-13 14:17:27

1. 研究目的与意义

随着国民经济和电力事业的迅速发展,一户一表制已基本普及。但低压电力用户由于数量多,地域分布广,目前我国城镇居民住宅的水、电、气等生活能耗计量收费工作大部分采用了逐月或者隔月入户验表收费的方式,不仅耗费了大量的人力以及极易造成差错,而且对居民生活也是一种干扰。传统的抄表方式由于时效性差,统计计算量大,不能满足新的需求。鉴于上述这种情况,建立住宅抄表自动化系统已经成为当前住宅建筑技术,尤其是智能型建筑中不可缺少的组成部分,而美国早在70年代已经开始使用无线集中抄表系统,它的设计是在每块电能表内安装一块微处理芯片,负责收集和存储电能表的累积量,另安装一个微型无线接收器和发信机。自动抄表系统的理论和技术国外在这方面研究比较完善,在发达国家如日本、英国等基本都实现了自动远程抄表。

远程抄表系统不但提高用电管理水平的要求,而且也符合自动化办公的要求,也是网络技术和计算机发展的必然趋势。通过智能抄表系统,一方面能够实时的查看各个电表的数据,另一方面监视到变压器等相关设备的工作情况,同时所传递的数据具有准确性高、稳定性可靠等优点,为后续的分时计费等改革方向提供了硬件支持。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题:

1、按键模块利用按键模拟电表的运行时,共需要三个按键分别是清零键、电表的加号键和减号键,在这其中关键的是如何设计当按下清零键时它就能自动清零,按下加号和减号键时就可以使电表的度数加减零点一度。

2、按键模块中模拟电表运行时为了可以提高效率,如何在设置界面中,当长按电表加号和减号键时,可以实现连加和连减的功能,快速的完成设置。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

随着科技的发展,无线应用技术已经渗透到生活中的各个领域,无线传输技术也越来越成熟。本设计是将无线传输技术应用到电力领域的研究型课题,实现用于单片机的无线抄表系统。

电力是我国国民经济及社会发展的基础,电力行业的发展直接关系到我国国民经济、社会稳定和健康发展,随着我国城市化的进程越来越快,电力行业已广泛使用远程无线抄表技术,不仅能及时采集到有关客户的电力使用情况,而且也节省了很多财力、物力及人力,同时新技术的使用使得我国电力营销行业又得到了更进一步的发展,近几年居民户安装的载波计量表已具备远程抄表条件,普通电子表也可以通过改造实现无线远程抄表,而机械表进行无线改造的成本高,运行可靠性差,基本不具备条件并且很少使用,但目前城区用户使用机械电能表的比例也很小,远程无线抄表系统投运后不仅能减轻抄表人员的工作量,提高工作效率,还可方便的进行负荷预测,自动线损计算、相位平衡分析、异常用电分析、缺相检测、设备故障检测、停电发生及持续时间统计等,易于处理意外停电、电能质量和用电纠纷,提高用电管理水平。

目前市面上所使用的抄表系统种类虽然繁多,但基本结构和原理都大同小异,广泛使用的是脉冲发信表,其基本上采用干簧管或霍耳元件传感器,采集设备通过累计脉冲表发出的信号进行累计和换算,转换出用户的用电量,通过这方式实现远传的系统,其可靠性取决于脉冲发信表的发信、脉冲信号传输以及系统计量的可靠性,现实证明,这些环节的可靠性是无法保证的,使用中常会存在弊端。

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4. 研究方案

从机实时检测电表的数据,(用按键模拟电表的运行,按下清零键把电表的数据全部清零,重新开始。当按下电表加时,电表的数据加0.1度,当按下电表减时,电表的数据减0.1度,当在设置界面长按设置加和设置减键时,可以实现连加和连减功能,快速的完成设置功能)并显示,通过无线模块nRF24L01发射电表的数据,主机也通过无线模块nRF24L01实时接收到从机发射的电表数据并用数码管把电量显示出来,实现了无线抄表的功能。

5. 工作计划

第 1 周 接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料;

第 2 周 继续查阅相关资料,并翻译不少于3000字的外文文献,论证设计的可行性,研究设计方案和设计思路;

第 3 周 确定设计方案和关键技术,拟定采取的解决措施,撰写毕业设计开题报告;

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