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基于单片机的电表自动抄表系统设计.doc
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基于单片机的电表自动抄表系统设计.doc
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摘 要
语智能抄表系统是利用当代微机技术、数字通讯技术及计量技术完美结合,
集能耗计量、数据采集、数据处理于一体,将城市居民能耗信息及综合处理相
结合系统。该系统使公用事业部门及物业管理部门从根本上减轻人工上门抄表
繁杂劳动。准确而便捷收费系统,既可节省人力,又可减少相关事业部门及客
户之间纠纷,不但能提高管理部门工作效率,也适应了现代用户对缴费新需求。
本文充分利用了居民住宅现有电表资源和通讯资源,借助 通讯便利,
建立了集底层电表层、中层数据集中层以及上层上位机人机界面管理一体智能
远程抄表系统。该系统选用了单片机作为中央处理单元,具有硬件简单、功能
强大、可移植性强、安装及维护方便、环境适应能力强、成本较低等特点。但
是,由于条件和测试手段限制,本系统还需要在实用环境进行检验,针对使用
过程中出现硬件和软件问题来进行系统升级,最终实现硬件和软件固化,形成
比较成熟抄表系统产品。
虽然论文作了大量研究设计工作,但整个远程抄表系统设计是一个相当大系
统工程,由于时间和条件限制,论文只作了其中一部分研究工作,仍存在一些
问题需要今后去研究解决。随着技术工作者不断努力,不久就会有更趋完善方
案出现。
本文提供了一种基于 网络电表远程自动抄表系统设计原理和实现
方案,简要介绍了 技术基本知识,描述了 无线传输应用于电表远
程抄表实现方法。通过实际应用,获得了理想效果。
关键词:GPRS;DTU;Internet;电表
目 录
摘 要............................................................................................................................................I
引 言...........................................................................................................................................3
第一章 系统组成.......................................................................................................................4
1.1 数据中心主站................................................................................................................4
第二章 产品功能.......................................................................................................................7
第三章 抄表方法.......................................................................................................................9
居民用户抄表系统.............................................................................................................9
大集团用户抄表系统.......................................................................................................10
第四章 系统功能.....................................................................................................................11
第五章 技术指标.....................................................................................................................12
第六章 变电站抄表系统.........................................................................................................13
第七章 组网实施.....................................................................................................................15
第八章系统安全.......................................................................................................................18
IP 过滤技术.....................................................................................................................18
身分授权和密码认证体系...............................................................................................18
8. 3 数据安全加密通道....................................................................................................19
第九章 抄表系统管理软件设计......................................................................................19
9.1 系统要求及功能结构...............................................................................................19
自动抄表管理软件系统逻辑框图如图 5.1 所示.................................................................20
9.2 Client/Server 结构.....................................................................................................20
9.3 SOL Server 数据库......................................................................................................22
VisuaI C++开发 SOL Server.............................................................................................22
第十章 通讯实现.....................................................................................................................28
结束语.......................................................................................................................................30
参考文献...................................................................................................................................31
引 言
在电力抄表系统中,很多必须无人值守设备或监测点,不适合搭建有线通讯网络。
若采用光纤或电台方式实现无线通讯,不仅设备投入耗资巨大,而且不适应移动需要。
随着新一代移动通讯业务产生和全面投入,无线移动数据通讯应用也越来越广泛。安
全数据传输和永远在线特点,配合按流量收费资费方式,使 通讯在工业控制、
环境保护、道路交通、商务金融、移动办公、零售服务等行业中应用具有无可比拟性
价比优势。采用 无线通讯网络移动 通讯,既可独立作为数传通道,也可作
为已经架设光纤、数传电台等方式辅助手段。 电表远程抄表系统由电度表、带
通讯终端采集器和服务器组成。采集器实时采集用户用电数据,通过 网
络把数据汇集到服务器。具有采集数据快速准确,能快速生成用电统计分析交费单
据等特点,及传统人工抄表、电话线抄表相比,极大地提高了效率。本系统提供丰富
接口 ,可 及电 业系 统 系统 链接或进 行二 次开发。 抄表软件系统数据 库 为
数据库,运行于 、 操作系统,易于使用。软件所能管
理用户数量没有限制。
第一章 系统组成
本系统由带系统软件主站、厦门宇能 传输终端、采集器及
电度表组成。手持终端是本系统补充,在系统出现意外时进行人工抄表。
数据中心主站
运行集中抄表系统计算机(服务器或 机)称为主站,主站通过宽带网络及终端
相连。中心提供互联网 地址及互联网出口(端口)。
一、 数据中心主站
运行集中抄表系统计算机(服务器或 机)称为主站,主站通过宽带网络及终
端 相连。中心提供互联网 地址及互联网出口(端口)。
中心条件
首先用一台能上网 机,条件必须能让外网访问到,如运行中心软件 机在
局域网里面,则要在局域网路由器做端口映射到本机 ,等这些条件具备之后在本
机运行一个中心 ,开放一个端口,运行软件等待 连接。
系统软件
抄表系统核心部分是系统软件,它遵循 部标通讯规约,并有扩展性。
抄表软件系统数据库为 数据库,运行于 、 操作系统,
易于使用。软件所能管理用户数量没有限制。
系统功能及特点有:
!一"安全可靠:安全性由三方面构成:第一, 数据库是大型、多用户
数据库,它安全性高,允许多用户同时使用同一数据库而不会破坏完整性,用它来做
抄表系统数据引擎可以保证数据安全;第二,系统对用户实现分级授权管理功能,通
过检查使用者名字和授权密码,赋予使用者相应操作权,借鉴银行系统密码管理模式
限制无关人员改变数据库和硬件设置。第三,防火墙功能及完善数据备份功能,防备
系统受到人为恶意攻击,数据备份功能确保在硬件系统故障时,也能随时在新硬件设
备上数据无丢失地启动抄表系统。
!二"完善系统日志:系统日志记录了进入系统,离开系统,收费,设置硬件,改
变运行参数操作等及操作者,操作时间,凡是改变数据库操作都被记录下来。
!三"抄表速度快:抄表快、数据准确,抄表时 机只读采集器数据,数据传输
采用 波特率,传输速度快,并对每个数据块都有效验码,保证了传输准确性。
!四"广播对时功能:该功能使得系统中所有电能表时间基准及 机保持一致,
对时成功后,由电池供电电能表内部时钟,不再需要 机干预。因此,只要保证在
对时时刻, 机时间是正确,以后在运行过程中,改变 机时钟并不会影响电能
表时间。
!五"自动抄表功能:按照设置抄表开始时间和抄表间隔,到预定抄表时刻,系统
便会依次主动发起去抄采集器或电表内数据。对于抄不上数据,系统会自动补抄或人
工发命令补抄。
!六"电量冻结功能:可以方便地定义总表,安装和删除总表,给总表分配分表。
通过安装适当总表,结合抄冻结数据功能,就可得某一特定时刻总表读数,各分表读
数(由此得到读数和),就可以计算出某部分电路电能损耗,为确定电费提供依据。
!七"电费管理功能:收电费前,统一抄录一次电费数据。当确保数据库内数据反
映最近电表读数后,利用程序中功能自动计算出当月用电量和电费。交纳电费时,只
需输入用户号,当月用电量和电费由程序填写。每笔电费都有详细记录,便于对帐。
!八"设备管理功能,如告警:开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过载
告警、倾斜或移动报警等;控制:对欠费用户进行拉闸等。并提供停电数据保护功能,
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