基于嵌入式微控制器的燃气表无线远传系统研究

发布时间：2021-06-06 15:24

　　近年来,智能家居技术发展迅速,自动化抄表技术是其中的一个重要内容。具有自动化远程抄表技术的智能燃气表也成为一个重要的发展方向。而无线通信和网络技术应用也为实现远程抄表提供了基础。无线通信技术与燃气计量的综合能明显减少施工布线的难度,大大节省人力,而且能够与云计算服务提供实时的相关信息,所以受到了生产企业和用户的关注。本文目标是研发能与网络直联的燃气表抄表与远程传输系统。基于先进的嵌入式芯片MKL46,开发了表端检测和无线传输的综合系统。其中,IC卡采用SLE4442模块,直接与表端进行信息交互,实现燃气容量计数、充费、扣费和其他一些关键信息的存储。无线抄表传输采用小无线与WiFi相结合的方式。小无线方式中数据通过低功耗无线收发模块CC1100E上传至数据集中器,然后集中器收取所有区域内的燃气表数据,打包后上传到服务器。WiFi通讯方式借助现场居民移动互联网（如手机网）或者路由器作为通讯路径直接上传到服务器;服务器也可通过该路径反传信息控制表端,减少人工参与,节约系统成本。为了降低燃气表电子系统的功耗,采用分时供电的方式减少系统硬件平时电流消耗。嵌入式系统可以利用休眠机制减少等待时间的耗... 

【文章来源】：太原科技大学山西省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景和研究意义
    1.2 国内外自动化抄表动态
    1.3 无线通信介绍
    1.4 WiFi技术简介
        1.4.1 WLAN组成单元
        1.4.2 WLAN的组成结构
    1.5 本论文主要研究工作
第二章 总体系统介绍
    2.1 表端设计分析
        2.1.1 表端需求分析
        2.1.2 表端选择方案
    2.2 系统通讯方案
        2.2.1 抄表式通信
        2.2.2 路由通信
    2.3 系统使用方式
        2.3.1 用户缴费方式
        2.3.2 用户抄表方式
    2.4 本系统功能特点
第三章 燃气表采集中心
    3.1 IC卡式燃气表
    3.2 主控芯片
    3.3 微控制器设计
        3.3.1 开发环境选取
        3.3.2 调试工具介绍
        3.3.3 主控芯片低功耗设计
    3.4 外围电路低功耗设计
        3.4.1 液晶显示模块
        3.4.2 计量电路设计
        3.4.3 电源管理电路设计
        3.4.4 阀门电路设计
        3.4.5 IC卡芯片
        3.4.6 IC卡电路设计
    3.5 表端采集程序
        3.5.1 电压检测处理程序
        3.5.2 计数程序
        3.5.3 IC卡数据处理程序
    3.6 本章小结
第四章 无线通信模块设计
    4.1 RF模块工作原理简介
    4.2 通信模块硬件设计
        4.2.1 射频芯片选择
        4.2.2 CC1100E模块介绍
        4.2.3 CC1100E无线处理机制
        4.2.4 MT7681芯片
        4.2.5 WiFi模块低功耗设计
    4.3 无线通信系统协议设计
    4.4 表端子程序设计
        4.4.1 接收协议节能设计
        4.4.2 表端数据处理
    4.5 手持机无线模块程序设计
    4.6 WiFi接入点设计
    4.7 表端整体程序设计
        4.7.1 表端前台程序设计
        4.7.2 表端后台程序设计
    4.8 本章小结
第五章 系统调试与分析
    5.1 表端性能测试
        5.1.1 表端功耗测试
        5.1.2 表端误码率测试
    5.2 表端功能测试
    5.3 WiFi无线上网测试
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 课题展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ARM Cortex-M0+KL系列MCU的构件化汇编框架研究[J]. 蒋婷,王宜怀,李涛.  计算机应用与软件. 2015(01)
[2]浅析ZigBee无线通信技术在智能照明系统中的应用[J]. 丁国保.  中小企业管理与科技(中旬刊). 2014(02)
[3]城市燃气智能燃气远传表发展应用研究分析[J]. 王爱玲,金强.  石油规划设计. 2014(01)
[4]意大利等欧洲国家智能燃气表大规模发展的现状和问题[J]. 金雷.  城市燃气. 2013(04)
[5]微控制器发展趋势与应用需求[J]. 黄耀君.  集成电路应用. 2013(02)
[6]无线远传燃气表是未来城市燃气计量的发展方向[J]. 周淑艳,王丹,王昌荣.  现代营销(学苑版). 2012(09)
[7]无线电波发射设施周边环境电磁波检测技术[J]. 刘美荣.  光谱实验室. 2012(02)
[8]物联网无线电频率保障和保护问题初探[J]. 丁圣国.  中国无线电. 2012(02)
[9]智能CPU卡式电能表卡口防攻击电路分析[J]. 韩诚.  甘肃科技. 2011(12)
[10]基于定向广播的AODV控制报文抑制研究[J]. 韦智仁,单志龙.  计算机应用. 2011(03)

硕士论文
[1]基于Cortex-MO+内核Kinetis无线射频模块的应用研究[D]. 胡宗棠.苏州大学 2014
[2]基于WaveMesh和GPRS的无线远传燃气抄表系统的设计[D]. 蔚庆高.浙江工业大学 2013
[3]WiFi网络构建与应用研究[D]. 李先权.华南理工大学 2012
[4]基于MSP430和CC1100E的无线抄表系统的研究和设计[D]. 陈伟.电子科技大学 2012
[5]基于ARM的WiFi无线通信终端的研究与实现[D]. 刘芳华.武汉科技大学 2010
[6]基于IC卡电能表的预付费系统设计[D]. 陈怀奎.合肥工业大学 2008
[7]MCU低功耗设计技术及其功耗分析[D]. 孙世鹏.天津大学 2006



本文编号：3214650