智能抄表系统设计【字数：11143】
摘 要随着抄表技术的发展，过往的抄表方式表现出很大的局限性。传统人工抄表方式已经不能满足现在的抄表需求。居民用电智能抄表作为新的抄表方式，将逐渐替代原有的人工抄表。本论文设计的系统由两部分构成智能电表设计和RS485通信设计。所选用的单片机是AT89S52。智能电表设计还包含了电源采集模块、存储模块和显示模块等设计。采用I/O口模拟IIC总线的方法来实现存储模块和单片机之间的通信。数据通过主计算机和微控制器的串行端口实现传输。在发生断电时，能够将数据临时储存在储存器中，还可以把相关的数据及时传输到上位机中。该系统具有抗干扰能力强，稳定度高等优点。智能电表的设计，意味着实现了智能化的抄表，不仅将整个流程进行了精简，同时还能够将抄表的精度进一步提升，降低了劳动力提高了工作效率。
目 录
第一章 绪论 1
第二章 系统总体设计 2
2.1 设计要求 2
2.2 通信方式选择 2
2.2.1 基于GPRS智能抄表系统 2
2.2.2 红外线通信 2
2.2.3 RS485通信智能抄表系统 3
2.3 系统框图 3
第三章 抄表系统硬件设计 4
3.1 主电路设计 4
3.2 MCU（微程序控制器）控制模块 4
3.3 电源电路 6
3.4 电量采集电路 6
3.4.1 ADE7755芯片的基本工作原理 6
3.4.2 芯片ADE7755的电路设计 8
3.5 时钟电路 10
3.6 存储电路 11
3.7 显示电路 11
3.8 失电保护电路 12
3.9 RS485通信接口电路 13
3.9.1 RS485通信简介 13
3.9.2 关于 RS485接口电路设计 14
第四章 抄表系统软件设计 16
4.1 主程序设计 16
4.2 关于外部中断0的服务程序设计 17
4.3 关于外部中断1的服务程序设计 19
4.4 RS485的通 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
信程序设计 19
4.5 关于时钟程序的设计 21
4.6 关于显示程序的设计 23
4.7 数据存储程序 25
第五章 PROTEUS仿真 28
结束语 31
致 谢 32
参考文献 33
附录A：程序清单 34 第一章 绪论
对于供电系统来说，抄表这项工作是必不能少的一部分。过往的抄表工作是抄表人员将电表上的数据手动抄录下来的，然后通过供电局进行统计他们所发送的数据，对于所用的用电量的统计，每一步都是抄表员手动输入到计算机存储当中的。像这样的抄表的方式不仅麻烦复杂，而且可能最终导致抄表错误，无论是给居民和还是给电力公司都会造成损失，损失小则轻，损失大则过。有的时候还会因为受恶劣天气的影响，遇到暴风暴雨暴雪，对于抄表工作人员来说，是一个极大的考验，如若发生不测，不仅是电力公司的损失影响，更是一个家庭的影响。随着劳动力成本不断上升，供电公司在抄表工作中的投入也越来越大。
机械结构仍然是现有感应式电度表所采用的基本结构，总功率显示方式采用单体结构。对于电网来说，反而是限制了信息化结构改造的发展。电子技术在技术领域中发展的尤为迅速，智能电表采用的单片机通过系统编程可以实现新的功能，例如比机械电表的体积小，稳定性高，精确度高等。尤其是通信模块这一块的增加，智能抄表的读取这一方面能力可以通过智能方面的仪表与主用计算机之间的通信所实现。目前，国家推行的分时计费方式，只能依靠智能电表作为下位机。对于发展趋势来说，传统电表都将会逐步被社会所淘汰。在以后社会电网系统中，智能抄表将会有很好的使用前景[1]。
居民住宅所用的这种智能抄表系统，不但提高了人们的生活水平质量，还可以最大限度地减少劳动成本。在以后未来的发展道路上，将水的使用记录，电的使用记录，以及天然气的使用记录等都将会编入智能系统中进行记录，以达到将成本最大化节约的目的。
第二章 系统总体设计
2.1 设计要求
在包括下级计算机软件设计和硬件设计的整个系统设计中，电能表中有设计收集电量的模块，将采集到的电能信息传输到存储模块中。实时收集的所有电力信息都通过RS485上传，并且累加存储到本地电量储存。
这里的智能电表就是整个系统的下位机设计。对于这部分的设计运行期间智能电表所需5安培的额定电流，表计的脉冲常数为3200imp/kWh，在LCD（液晶显示屏）上呈现时间、日期和功率损耗等信息；假如出现停电状况，数据将会保存在在EEPROM中；将完成和主机之间的智能通信。
在住宅用电智能计量表系统中，智能电能表技术得以充分利用。而今的主要增长方向是采取何种智能通信方式。目前，市面上有许多不同的通信方式。不同的通信方式具有不同的优点和缺点，电力线载波通信是最实惠的通信方式，然而电力线载波通信方式对电力系统的需求很高。利用GPRS的通信成本又太昂贵。智能抄表系统的通讯方式安全、经济、稳定、通讯范围广，这是取决于供电系统的特殊性。因此，未来智能抄表系统的首选都将会是符合这些要求的通信方式[2]。
2.2 通信方式选择
2.2.1 基于GPRS智能抄表系统
GPRS（通用分组无线服务技术）系统以下位计算机作为收集居民住宅电表的数据采集点，以上位机作为供电站的服务器。由于“一户一表”制度的实施，为了实现与上位机的通信每个智能电表都增设了SIM卡模块。该系统避免了由于各个电表信号差异的情况而引起的传输障碍，与此同时，减少了SIM卡的需求量，最大程度降低了成本。
目前，多个领域都开始使用基于GPRS的智能抄表系统，并且该技术已相当成熟。尽管GPRS通信在短时间内投资相对较低，但长时间运营的成本仍然较高并且该通信模块也比较昂贵，因此选择放弃这个方案[3]。
目 录
第一章 绪论 1
第二章 系统总体设计 2
2.1 设计要求 2
2.2 通信方式选择 2
2.2.1 基于GPRS智能抄表系统 2
2.2.2 红外线通信 2
2.2.3 RS485通信智能抄表系统 3
2.3 系统框图 3
第三章 抄表系统硬件设计 4
3.1 主电路设计 4
3.2 MCU（微程序控制器）控制模块 4
3.3 电源电路 6
3.4 电量采集电路 6
3.4.1 ADE7755芯片的基本工作原理 6
3.4.2 芯片ADE7755的电路设计 8
3.5 时钟电路 10
3.6 存储电路 11
3.7 显示电路 11
3.8 失电保护电路 12
3.9 RS485通信接口电路 13
3.9.1 RS485通信简介 13
3.9.2 关于 RS485接口电路设计 14
第四章 抄表系统软件设计 16
4.1 主程序设计 16
4.2 关于外部中断0的服务程序设计 17
4.3 关于外部中断1的服务程序设计 19
4.4 RS485的通 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
信程序设计 19
4.5 关于时钟程序的设计 21
4.6 关于显示程序的设计 23
4.7 数据存储程序 25
第五章 PROTEUS仿真 28
结束语 31
致 谢 32
参考文献 33
附录A：程序清单 34 第一章 绪论
对于供电系统来说，抄表这项工作是必不能少的一部分。过往的抄表工作是抄表人员将电表上的数据手动抄录下来的，然后通过供电局进行统计他们所发送的数据，对于所用的用电量的统计，每一步都是抄表员手动输入到计算机存储当中的。像这样的抄表的方式不仅麻烦复杂，而且可能最终导致抄表错误，无论是给居民和还是给电力公司都会造成损失，损失小则轻，损失大则过。有的时候还会因为受恶劣天气的影响，遇到暴风暴雨暴雪，对于抄表工作人员来说，是一个极大的考验，如若发生不测，不仅是电力公司的损失影响，更是一个家庭的影响。随着劳动力成本不断上升，供电公司在抄表工作中的投入也越来越大。
机械结构仍然是现有感应式电度表所采用的基本结构，总功率显示方式采用单体结构。对于电网来说，反而是限制了信息化结构改造的发展。电子技术在技术领域中发展的尤为迅速，智能电表采用的单片机通过系统编程可以实现新的功能，例如比机械电表的体积小，稳定性高，精确度高等。尤其是通信模块这一块的增加，智能抄表的读取这一方面能力可以通过智能方面的仪表与主用计算机之间的通信所实现。目前，国家推行的分时计费方式，只能依靠智能电表作为下位机。对于发展趋势来说，传统电表都将会逐步被社会所淘汰。在以后社会电网系统中，智能抄表将会有很好的使用前景[1]。
居民住宅所用的这种智能抄表系统，不但提高了人们的生活水平质量，还可以最大限度地减少劳动成本。在以后未来的发展道路上，将水的使用记录，电的使用记录，以及天然气的使用记录等都将会编入智能系统中进行记录，以达到将成本最大化节约的目的。
第二章 系统总体设计
2.1 设计要求
在包括下级计算机软件设计和硬件设计的整个系统设计中，电能表中有设计收集电量的模块，将采集到的电能信息传输到存储模块中。实时收集的所有电力信息都通过RS485上传，并且累加存储到本地电量储存。
这里的智能电表就是整个系统的下位机设计。对于这部分的设计运行期间智能电表所需5安培的额定电流，表计的脉冲常数为3200imp/kWh，在LCD（液晶显示屏）上呈现时间、日期和功率损耗等信息；假如出现停电状况，数据将会保存在在EEPROM中；将完成和主机之间的智能通信。
在住宅用电智能计量表系统中，智能电能表技术得以充分利用。而今的主要增长方向是采取何种智能通信方式。目前，市面上有许多不同的通信方式。不同的通信方式具有不同的优点和缺点，电力线载波通信是最实惠的通信方式，然而电力线载波通信方式对电力系统的需求很高。利用GPRS的通信成本又太昂贵。智能抄表系统的通讯方式安全、经济、稳定、通讯范围广，这是取决于供电系统的特殊性。因此，未来智能抄表系统的首选都将会是符合这些要求的通信方式[2]。
2.2 通信方式选择
2.2.1 基于GPRS智能抄表系统
GPRS（通用分组无线服务技术）系统以下位计算机作为收集居民住宅电表的数据采集点，以上位机作为供电站的服务器。由于“一户一表”制度的实施，为了实现与上位机的通信每个智能电表都增设了SIM卡模块。该系统避免了由于各个电表信号差异的情况而引起的传输障碍，与此同时，减少了SIM卡的需求量，最大程度降低了成本。
目前，多个领域都开始使用基于GPRS的智能抄表系统，并且该技术已相当成熟。尽管GPRS通信在短时间内投资相对较低，但长时间运营的成本仍然较高并且该通信模块也比较昂贵，因此选择放弃这个方案[3]。
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