基于无线自组网的热计量自动抄表系统的研究

发布时间：2017-04-05 05:04

  本文关键词：基于无线自组网的热计量自动抄表系统的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国供热体制的改革,住宅集中供暖分户供热计量系统已逐步得到推广,通过“分户计量、按需消费”实现用户公平消费热量,进而鼓励用户节约能源,减少热量浪费。热计量自动抄表系统是供热计量中很重要的一部分,它可以自动完成计量数据的采集、存储和分析。论文对已有自动抄表系统的应用进行了深入研究,分析了无线自组网的特点和关键技术,然后根据实际应用,结合经典路由算法,设计了一种基于无线自组网的热计量自动抄表系统。 本文对热计量自动抄表系统进行了详细的分析,提出了系统的整体设计方案。掌握了无线路由协议的特点和关键技术,深入研究了AODV路由协议,根据系统特点和应用环境,结合经典路由算法,设计了一种适合无线热计量抄表系统的路由协议。然后研究了系统的硬件和软件设计,详细说明了各个模块的设计流程及要点。硬件设计包括无线模块、温控器、阀和数据采集计算器的电路设计和原理分析。针对无线频段要求,选择了CC1100E作为射频通信芯片,设计了数据传输和路由建立的通信格式。软件设计包括无线通信软件设计、时钟管理、数据存储、电机控制、温度采集、人机交互、无线命令解析与响应和计量数据采集。经过运行测试,系统实现了无线自组织网络,可正常读取用户计量数据集,完成用户采暖费用计算,实现按需消费,达到供热计量改革的目标。
【关键词】：热计量 自动抄表 无线自组网 路由协议
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU995;TP274.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 国内外自动抄表系统的发展和现状11-14
• 1.2.1 有线自动抄表12-13
• 1.2.2 无线自动抄表13-14
• 1.3 无线自组网概述14-15
• 1.4 热计量自动抄表系统方案15-16
• 1.5 本文的内容和结构16-18
• 2 热计量自动抄表系统整体方案分析与设计18-27
• 2.1 系统构架设计18-19
• 2.2 系统通信网络设计19-20
• 2.3 自组织网络的设计20-21
• 2.4 系统功能设计与硬件构架21-25
• 2.4.1 采集器的功能设计与硬件构架21-23
• 2.4.2 温控器功能设计与硬件构架23-24
• 2.4.3 阀的功能设计和硬件构架24-25
• 2.5 用户热量分摊计算算法25
• 2.6 系统工作原理25-26
• 2.7 本章小结26-27
• 3 热计量系统的硬件设计及实现27-40
• 3.1 硬件系统总体方案27
• 3.2 无线模块硬件设计27-33
• 3.2.1 CC1100E射频芯片27-28
• 3.2.2 模块主控芯片28-29
• 3.2.3 无线模块电路设计29-33
• 3.3 温控器设计33-36
• 3.3.1 电源转换34
• 3.3.2 电平转换34-35
• 3.3.3 点阵液晶接口设计35
• 3.3.4 测温电路35-36
• 3.3.5 时钟电路36
• 3.4 阀电路设计36-38
• 3.4.1 电源与掉电检测37
• 3.4.2 电机驱动电路37-38
• 3.5 数据采集计算器设计38-39
• 3.6 本章小结39-40
• 4 无线网络的路由设计及实现40-59
• 4.1 无线自组网40
• 4.2 无线自组网络路由协议40-47
• 4.2.1 表驱动路由协议41-42
• 4.2.2 按需驱动路由协议42
• 4.2.3 AODV路由协议42-46
• 4.2.4 路由协议的评价指标46-47
• 4.3 热计量无线自组织网络分析47-48
• 4.4 系统无线路由协议设计48-58
• 4.4.1 路由建立流程与数据帧格式48-50
• 4.4.2 信号强度50
• 4.4.3 路由准备50-52
• 4.4.4 一级路由节点建立52-54
• 4.4.5 高级路由节点建立54-56
• 4.4.6 路由备份56-57
• 4.4.7 发送计量数据57-58
• 4.5 本章小结58-59
• 5 系统软件设计59-78
• 5.1 无线模块通信接口软件设计59-68
• 5.1.1 寄存器配置60-63
• 5.1.2 往CC1100E的FIFO写入数据63-66
• 5.1.3 读取FIFO寄存器数据66-68
• 5.2 计量数据帧格式设计68-69
• 5.3 温控器软件设计69-72
• 5.3.1 无线数据发送与接收70-71
• 5.3.2 温度采集与阀门控制71
• 5.3.3 时钟程序设计71-72
• 5.3.4 LCD程序设计72
• 5.4 阀软件程序设计72-74
• 5.4.1 计量数据采集73-74
• 5.4.2 电机控制74
• 5.5 数据采集计算器软件程序设计74-77
• 5.5.1 路由建立与管理75
• 5.5.2 上行数据传输75-76
• 5.5.3 计量数据采集76-77
• 5.6 本章小结77-78
• 6 热计量抄表系统运行与测试78-85
• 6.1 上位机热计量管理软件78-79
• 6.2 系统运行测试79-84
• 6.2.1 节点计量数据读取81-82
• 6.2.2 节点控制命令82-83
• 6.2.3 历史数据查询83
• 6.2.4 收费数据生成83-84
• 6.3 本章小结84-85
• 7 总结与展望85-87
• 参考文献87-91
• 附录一 无线模块原理图91-92
• 附录二 温控器原理图92-93
• 附录三 阀原理图93-94
• 附录四 数据采集计算器原理图94-95
• 附录五 产品实物图95-96
• 附录六 计量数据及热费表96-97
• 附录七 无线模块程序97-101
• 附录八 温控器程101-104
• 附录九 阀程序104-106
• 附录十 数据采集计算器程序106-113
• 攻读学位期间主要的研究成果113-114
• 致谢114

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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5 谭志强;黄懿;;自动抄表技术的发展[J];电测与仪表;2009年01期

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本文编号：286495