自动抄表系统的设计
摘 要本课题将嵌入式类型的自动抄表控制系统作为了研究对象，在研究过程中对这种系统的发展过程以及发展现状进行了广泛的研究，根据相关产品所能表现出的功能和性能，确立了本课题的设计内容。本文选用了一款性价比极高的ATmega8单片机芯片来作为主控器件，结合了LCD1602点阵屏幕、有源蜂鸣器、RFID读卡器、时钟芯片、CC2530主从一体Zigbee模块和ENC28J60以太网通信模块等一些常见器件，设计出了一款具有较高性能的自动抄表控制系统，实现了对水电费进行自动读取表数、自动计费并且通过多种方式进行数据交互，抄表员能够通过Zigbee、以太网或者RFID等方式实现对表数的非接触式读取，这款智能抄表系统的实现改变了传统抄表方式所带来的不可避免的弊端，大大提升了抄表的效率和准确率，并且抄表记录能够进行高效的记录和管理。更为重要的是解决了这些产品所表现出的普遍弊端，不但能够长时间稳定工作，工作过程中还不容易受到环境因素的干扰，经过了多种方式的系统测试之后，这款系统将所有的预期功能都得到了实现，如果能够将它推向市场，具有非常积极的意义。
目录
引言 1
一、 自动抄表系统的方案设计 2
二、 系统硬件设计 3
（一） 自动抄表系统主控电路设计 3
（二） 刷卡读表驱动电路设计 4
（三） 系统计时电路设计 6
（四） CC2530型Zigbee电路设计 7
（五） 嵌入式以太网通信电路设计 9
（六） 液晶屏显示电路设计 10
（七） 蜂鸣器报警电路设计 11
三、 系统软件设计 12
（一） 自动抄表系统的主程序流程设计 12
（二） 参数显示子程序设计 13
（三） 刷卡感应子程序流程设计 14
（四） RTC时钟子程序设计 15
（五） Zigbee驱动子程序流程设计 15
（六） 以太网模块驱动子程序流程设计 16
四、 仿真验证 17
总结 1
参考文献 2
致 谢 4
附录一 原理图 5
附录二 PCB图 6
附录三 元 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
件列表 7
附录四 程序 8
引言
所谓的自动抄表控制系统，在硬件电路设计方面采用的是ATmega8单片机作为核心部分，在其片外结合了LCD1602显示器、蜂鸣器、RC522型RFID识别器、RTC时钟芯片、CC2530型Zigbee模块和ENC28J60以太网通信模块等功能器件并构建出稳定的驱动电路，通过单片机等微处理器（本系统采用的是ATmega8单片机）的驱动实现这些功能电路的工作，在软件系统方面通过C语言构建程序代码，通过机器语言的转换，实现对微处理器的控制，最终实现对各个功能电路的控制，从而完成高清显示参数、产生报警、射频卡读取、RTC计时、数据无线收发和网络通信等功能。在自动抄表控制系统的发展背景中我们可以看到以模拟电路占主要比例的传统型和数字电路占主导地位的智能型两种，其中传统型自动抄表控制系统的内部电路外观非常复杂，大量的电阻电容以及半导体器件直接裸露在外部，通过这些规模庞大的器件的工作，能够实现一些从简单到复杂的功能，这种系统的优点在当前发展现状下已经变得越来越不明显，正在逐渐退出历史舞台。而智能型的自动抄表控制系统内部电路则使用了大量的集成式数字芯片，通常一片微小体积的硅片内部集成了海量的电阻电容以及半导体器件，这些电路被高密度集成后，外部的环境因素不容易对其造成性能方面的干扰，同时性能也不会随着时间而发生下降，因此智能型自动抄表控制系统越来越受到人们的青睐。自动抄表控制系统的发展背景中总是离不开微型处理器，从最一开始的传统型到当前的智能型自动抄表控制系统，我们总是能够发现微处理器在这种系统中扮演着核心角色，深入研究我们可以看到，微型处理器的性能高低直接决定着自动抄表控制系统整体的性能精度，这主要是因为自动抄表控制系统所有的功能都需要通过微型处理器来进行控制实现，而在控制过程中必然会掺杂着或多或少的数据运算，从最一开始的4位机到现在的64位机，对于数据运算的性能提升可谓是翻天覆地的，因此高性能微型处理器的出现直接带动了自动抄表控制系统的发展。
自动抄表控制系统发展到今天这个阶段已经在市面上形成了低中高三种性能的产品档次，在过去一段时间内，由于中高端产品中采用的新型嵌入式技术刚被引入到这种系统中，因此研发成本迟迟下不来，处于一个较高成本的水平，而低端产品所表现出的性能尚且能够满足绝大多数用户的使用需求，所以在过去一段时间内低端档次的自动抄表控制系统竞争力非常足；而随着这种新型技术在自动抄表控制系统的研发中不断得到普及并且走向成熟，几乎任何一家研发企业都能够自主研发出这种新型技术，所以在最近一段时间内中高端系统的成本一直在下降，更为重要的是它的智能元素和功能都在不断被丰富，所以中高端档次的自动抄表控制系统性价比逐渐提高，市场竞争力也在不断提升。
本课题的主要内容是成功实现了一款基于ATmega8单片机的自动抄表控制系统，结合了LCD1602点阵屏幕、有源蜂鸣器、RFID读卡器、时钟芯片、CC2530主从一体Zigbee模块和ENC28J60以太网通信模块等一些常见器件，设计出了一款具有较高性能的自动抄表控制系统，实现了对水电费进行自动读取表数、自动计费并且通过多种方式进行数据交互，抄表员能够通过Zigbee、以太网或者RFID等方式实现对表数的非接触式读取，这款智能抄表系统的实现改变了传统抄表方式所带来的不可避免的弊端，大大提升了抄表的效率和准确率，并且抄表记录能够进行高效的记录和管理。
自动抄表系统的方案设计
图11通过了Visio软件绘制了一个硬件结构框图，从这个系统结构框图中可以看出整个系统被划分成了多个功能模块，其中ATmega8单片机最小系统部分最为重要，它是整个系统的控制部分，实现对各个功能电路的控制，与此同时本课题将要实现如下预期功能指标：
1、能够实现非常清晰的液晶显示效果，并且可以实现快速的显示内容更新速度；
2、能够实现有源蜂鸣器驱动电路，并且通过C语言的配置，实现ATmega8单片机对该电路的控制；
3、能够实现RC522型的RFID模块驱动电路设计，在ATmega8单片机内部构建软件形式的SPI接口对该RFID进行驱动，实现对射频卡片信息的快速读取；
目录
引言 1
一、 自动抄表系统的方案设计 2
二、 系统硬件设计 3
（一） 自动抄表系统主控电路设计 3
（二） 刷卡读表驱动电路设计 4
（三） 系统计时电路设计 6
（四） CC2530型Zigbee电路设计 7
（五） 嵌入式以太网通信电路设计 9
（六） 液晶屏显示电路设计 10
（七） 蜂鸣器报警电路设计 11
三、 系统软件设计 12
（一） 自动抄表系统的主程序流程设计 12
（二） 参数显示子程序设计 13
（三） 刷卡感应子程序流程设计 14
（四） RTC时钟子程序设计 15
（五） Zigbee驱动子程序流程设计 15
（六） 以太网模块驱动子程序流程设计 16
四、 仿真验证 17
总结 1
参考文献 2
致 谢 4
附录一 原理图 5
附录二 PCB图 6
附录三 元 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
件列表 7
附录四 程序 8
引言
所谓的自动抄表控制系统，在硬件电路设计方面采用的是ATmega8单片机作为核心部分，在其片外结合了LCD1602显示器、蜂鸣器、RC522型RFID识别器、RTC时钟芯片、CC2530型Zigbee模块和ENC28J60以太网通信模块等功能器件并构建出稳定的驱动电路，通过单片机等微处理器（本系统采用的是ATmega8单片机）的驱动实现这些功能电路的工作，在软件系统方面通过C语言构建程序代码，通过机器语言的转换，实现对微处理器的控制，最终实现对各个功能电路的控制，从而完成高清显示参数、产生报警、射频卡读取、RTC计时、数据无线收发和网络通信等功能。在自动抄表控制系统的发展背景中我们可以看到以模拟电路占主要比例的传统型和数字电路占主导地位的智能型两种，其中传统型自动抄表控制系统的内部电路外观非常复杂，大量的电阻电容以及半导体器件直接裸露在外部，通过这些规模庞大的器件的工作，能够实现一些从简单到复杂的功能，这种系统的优点在当前发展现状下已经变得越来越不明显，正在逐渐退出历史舞台。而智能型的自动抄表控制系统内部电路则使用了大量的集成式数字芯片，通常一片微小体积的硅片内部集成了海量的电阻电容以及半导体器件，这些电路被高密度集成后，外部的环境因素不容易对其造成性能方面的干扰，同时性能也不会随着时间而发生下降，因此智能型自动抄表控制系统越来越受到人们的青睐。自动抄表控制系统的发展背景中总是离不开微型处理器，从最一开始的传统型到当前的智能型自动抄表控制系统，我们总是能够发现微处理器在这种系统中扮演着核心角色，深入研究我们可以看到，微型处理器的性能高低直接决定着自动抄表控制系统整体的性能精度，这主要是因为自动抄表控制系统所有的功能都需要通过微型处理器来进行控制实现，而在控制过程中必然会掺杂着或多或少的数据运算，从最一开始的4位机到现在的64位机，对于数据运算的性能提升可谓是翻天覆地的，因此高性能微型处理器的出现直接带动了自动抄表控制系统的发展。
自动抄表控制系统发展到今天这个阶段已经在市面上形成了低中高三种性能的产品档次，在过去一段时间内，由于中高端产品中采用的新型嵌入式技术刚被引入到这种系统中，因此研发成本迟迟下不来，处于一个较高成本的水平，而低端产品所表现出的性能尚且能够满足绝大多数用户的使用需求，所以在过去一段时间内低端档次的自动抄表控制系统竞争力非常足；而随着这种新型技术在自动抄表控制系统的研发中不断得到普及并且走向成熟，几乎任何一家研发企业都能够自主研发出这种新型技术，所以在最近一段时间内中高端系统的成本一直在下降，更为重要的是它的智能元素和功能都在不断被丰富，所以中高端档次的自动抄表控制系统性价比逐渐提高，市场竞争力也在不断提升。
本课题的主要内容是成功实现了一款基于ATmega8单片机的自动抄表控制系统，结合了LCD1602点阵屏幕、有源蜂鸣器、RFID读卡器、时钟芯片、CC2530主从一体Zigbee模块和ENC28J60以太网通信模块等一些常见器件，设计出了一款具有较高性能的自动抄表控制系统，实现了对水电费进行自动读取表数、自动计费并且通过多种方式进行数据交互，抄表员能够通过Zigbee、以太网或者RFID等方式实现对表数的非接触式读取，这款智能抄表系统的实现改变了传统抄表方式所带来的不可避免的弊端，大大提升了抄表的效率和准确率，并且抄表记录能够进行高效的记录和管理。
自动抄表系统的方案设计
图11通过了Visio软件绘制了一个硬件结构框图，从这个系统结构框图中可以看出整个系统被划分成了多个功能模块，其中ATmega8单片机最小系统部分最为重要，它是整个系统的控制部分，实现对各个功能电路的控制，与此同时本课题将要实现如下预期功能指标：
1、能够实现非常清晰的液晶显示效果，并且可以实现快速的显示内容更新速度；
2、能够实现有源蜂鸣器驱动电路，并且通过C语言的配置，实现ATmega8单片机对该电路的控制；
3、能够实现RC522型的RFID模块驱动电路设计，在ATmega8单片机内部构建软件形式的SPI接口对该RFID进行驱动，实现对射频卡片信息的快速读取；
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