基于单片机的电集中抄表的设计(附程序,PCB图,电路原理图)

基于单片机的电集中抄表的设计(附程序,PCB图,电路原理图)(开题报告,中期报告,论文20000字)
本文论述的基于单片机的电集中抄表是在感应式电能表的基础上将其改装成为具有自动抄表和远程数据传输的新型的抄表形式。基于这种技术，文中将详细地介绍该电集中抄表系统的可行性，市场前景，硬件设计，软件设计，以及调试方法等。整个系统包括抄表模块和数据传输模块两大部分电路。抄表模块完成的是脉冲转换，电流检测，报警和自动断电的功能。数据传输模块负责抄表系统与PC机控制中心的连接，实现控制中心对用电户进行同一抄表和统一收费的管理模式。应用该系统可以改变传统的抄表模式节省了人力，实现小区的智能化管理。文章的最后还总结了一些设计过程中遇到的问题以及解决方法。

电能表模块电路设计
在实际生活中有许多类型的电能表总的可以分为感应式电能表、脉冲式电能表和全电子式电能表等几大类。然而由于感应式电能表价格低廉，计量准确所以被得到广泛地应用。它利用金属铝转盘中的感应电流与通有交流电流的固定线圈的磁场相互作用来产生驱动力矩以驱动铝盘旋转，从而得到累计消耗的电能。但感应式电能表由于自身无防盗电功能，随着电力事业的发展，这一缺点给电力部门带来的损失日益突现出来。因此，在感应式电能表的基础上加装防盗电功能，具有一定的现实意义。
在感应式电能表的使用中，常见的盗电方式有以下几种：
（１）在电能表的内部断开电压扣，使得固定线圈内无交流电流通过而不产生磁场，从而使铝盘不能旋转，并最终导致电能表不能对累计消耗的电能进行计量。
（２）电能表的进出线反接，使铝盘产生相反的旋转，以减小电能表计数。
（３）在电能表的外部用导线短接电能表，电能表的计量值仅为实际耗电的一半。
在分析了防盗电现象的基础上，给出了一种带防盗电功能的新式智能化感应式电能表。该系统主要由光电转换电路、电流检测电路、单片机AT89C51、继电器和报警电路等组成。
 

目  录
引言………………………………………………………………………………… 1
1.    集中抄表系统的发展及概况……………………………………………… 1
1.1 电集中抄表系统…………………………………………………………………1
1.2国内外发展的概况………………………………………………………………2
1.3 住宅抄表自动化系统应用条件…………………………………………………3
2.方案论证与比较……………………………………………………………… 3
2.1抄表部分…………………………………………………………………………3
2.1.1方案1……………………………………………………………………………3
2.1.2方案2……………………………………………………………………………3
2.1.3方案3……………………………………………………………………………3
2.2数据传输部分……………………………………………………………………4
2.2.1方案1………………………………………………………………………… 4
2.2.2方案2………………………………………………………………………… 4
2.2.3方案3………………………………………………………………………… 4
2.3设计内容………………………………………………………………………… 4
2.4技术路线………………………………………………………………………… 5
2.5方案论证与比较…………………………………………………………………5
3.系统硬件设计………………………………………………………………… 5
3.1电能表模块电路设计……………………………………………………………5
3.1.1AT89C51介绍………………………………………………………………… 6
3.1.2固态继电器……………………………………………………………………9
3.1.3光电转换电路设计………………………………………………………… 11
3.1.4电流检测电路……………………………………………………………… 11
3.1.5单片机系统电路…………………………………………………………… 12
3.2 CAN总线接口电路的设计…………………………………………………… 13
3.2.1CAN总线概况…………………………………………………………………13
3.2.2SJA1000介绍…………………………………………………………………13
3.2.3与PCA82C200兼容性……………………………………………………… 16
3.2.4PCA82C250/251收发器………………………………………………………17
3.2.5RS-232标准 …………………………………………………………………18
3.2.6MAX232 芯片简介…………………………………………………………… 21
3.2.7CAN总线接口电路……………………………………………………………22
3.2.8硬件电路
3.2.8硬件电路…………………………………………………………………… 23
4.软件设计……………………………………………………………………… 24
4.1主程序设计流程图如图4.1所示………………………………………………25
4.2抄表模块软件设计………………………………………………………………25
4.3CAN总线程序设计………………………………………………………………27
4.3.1初始化程序流程图……………………………………………………………27
4.3.2接收程序流程图………………………………………………………………27
5.系统调试……………………………………………………………………… 28
5.1调试需要的工具……………………………………………………………… 28
5.2硬件调试……………………………………………………………………… 29
5.2.1电路通电前检查…………………………………………………………… 29
5.2.2电路通电观察……………………………………………………………… 29
5.2.3功能模块调试……………………………………………………………… 29
5.2.4系统连调…………………………………………………………………… 29
5.3软件调试……………………………………………………………………… 30
6.总结…………………………………………………………………………… 30
6.1技术优点及缺点……………………………………………………………… 30
6.2提高测量精度的几项措施…………………………………………………… 30
6.3问题及解决方法……………………………………………………………… 30
6.4测试结果……………………………………………………………………… 31
6.5系统使用说明………………………………………………………………… 31
谢辞……………………………………………………………………………… 32
参考文献………………………………………………………………………… 33
附录1系统原理图及PCB图………………………………………………………34
附录2 CAN总线下位机PCB图……………………………………………………34
附录3 系统PCB图…………………………………………………………………35
附录4抄表系统程序………………………………………………………………35
附录5 CAN总线上位机程序………………………………………………………40