基于STM32阶梯价智能水表计量系统的研究与实现

发布时间：2017-06-08 05:12

  本文关键词：基于STM32阶梯价智能水表计量系统的研究与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为有效控制水资源被挥霍使用,阶梯水价的概念应运而生。但是目前市场上大部分水表仍然是采用单一价的方式来进行计费,少量水表采用了阶梯价计费方式,以体积模式的方式来显示表内运行的数据。目前市场上的以体积模式运行的水表具有数据显示结构不清晰、不直观,逻辑数据保存不充足、不完整等不足。致使用户与水务公司产生不必要的经济纠纷。本文针对此种情况开发出了一款在金额模式下运行的阶梯价智能水表计量系统,本次设计的主要工作是在水表已有的计量、开关阀、异常报警等基本功能的基础上增添了阶梯式跳转扣费功能和大量节点数保存及采集显示功能。为了显示水表系统的完整性,论文中也对水表目前已经具有的基本功能进行阐述。本文的主要工作和成果如下:1)完成了系统的总体设计。包括系统硬件和软件,系统硬件的设计以STM32F107VC作为主控芯片,外围功能模块包括计量电路、RTC温度补偿电路及液晶屏等。在系统软件部分,完成了对RTC温度补偿模块、新型液晶屏模块以及系统运行时的基本模块如阀门驱动、电源电压检测等模块的驱动程序的设计。2)重点介绍了智能水表计量系统中阶梯价的软件实现。设计了一种运行在金额模式下的阶梯逐级跳转的阶梯价计量方式。对水表的价格部分采取三级阶梯逐级递增的模式进行计量,并且在阶梯跳转和周期变更时系统会对多种类型的运行数据进行保存,以方便后续的采集和查找。3)论文对整个水表计量系统进行了测试,测试表明该系统在软件、硬件的协调工作下,可以满足水表的计量需求,并能实现阶梯价计费的功能。
【关键词】：智能水表 阶梯价 数据保存 数据采集
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH814.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 引言10-15
• 1.1 课题的研究背景10-11
• 1.2 阶梯价智能水表的发展及现状11-13
• 1.2.1 智能水表的国内外现状和发展趋势11-12
• 1.2.2 阶梯价智能水表的国内外现状和发展趋势12-13
• 1.3 本文的主要工作和结构安排13-15
• 第2章 系统的总体设计方案15-20
• 2.1 阶梯价智能水表的基本设计思想15
• 2.2 阶梯价智能水表系统总体框图15-16
• 2.3 阶梯价智能水表的工作原理及功能16-20
• 2.3.1 工作原理16-17
• 2.3.2 系统功能17-20
• 第3章 阶梯价智能水表的硬件设计20-35
• 3.1 硬件选型的原则20-21
• 3.2 主控芯片STM32F21-23
• 3.2.1 STM32F芯片的主要特性22
• 3.2.2 芯片的引脚22-23
• 3.2.3 芯片的系统模块23
• 3.3 硬件模块设计23-34
• 3.3.1 外围模块23-24
• 3.3.2 计量信号采集模块24-25
• 3.3.3 电源电压检测模块25-26
• 3.3.4 电机阀驱动模块26-28
• 3.3.5 RTC温度补偿模块28-30
• 3.3.6 SLE4442卡读写模块30-33
• 3.3.7 液晶屏驱动模块33-34
• 3.4 硬件测试34
• 3.5 本章小节34-35
• 第4章 阶梯价智能水表的软件设计35-46
• 4.1 SLE4442卡中数据分布35-38
• 4.1.1 用户卡数据分布35
• 4.1.2 信息采集卡数据分布35-37
• 4.1.3 EEPROM存储区使用分配37-38
• 4.2 系统主程序的设计38
• 4.2.1 主程序的结构38
• 4.2.2 主程序流程图38
• 4.3 系统各子程序的设计38-46
• 4.3.1 基于CallBack事件机制的操作系统子程序设计39-40
• 4.3.2 电源检测子程序设计40
• 4.3.3 脉冲信号采集子程序设计40-41
• 4.3.4 电机阀驱动子程序设计41-43
• 4.3.5 RTC温度补偿子程序设计43-44
• 4.3.6 SLE4442卡读写子程序设计44
• 4.3.7 液晶屏驱动子程序设计44-46
• 第5章 阶梯价智能水表计费部分的设计46-66
• 5.1 阶梯价价格体系的装载47-53
• 5.1.1 立即调价时新价格体系的装载47-49
• 5.1.2 延时调价时新价格体系的装载49
• 5.1.3 根据日期的变化判定是否调价时新价格体系的装载49-51
• 5.1.4 单独设置周期累计用气量时价格体系的装载51
• 5.1.5 单独设置价格结算周期时价格体系的装载51-52
• 5.1.6 设置预付费模式时价格体系的装载52
• 5.1.7 根据当前时间转入运行信息时价格体系的装载52-53
• 5.2 根据用水量进行扣费处理53-56
• 5.2.1 计量脉冲到来时进行扣费处理54-55
• 5.2.2 预付费模式变更时进行扣费处理55-56
• 5.3 阶梯价价格阶梯的变更56-58
• 5.3.1 阶梯用水量超出当前阶梯范围值时变更价格56
• 5.3.2 设置的周期用水量超出当前阶梯范围值时变更价格56-57
• 5.3.3 当前价格周期时间结束时变更价格57
• 5.3.4 新价格体系启用时变更价格57-58
• 5.4 关键节点数据的记录与保存58-61
• 5.4.1 初始时一条用户账单数据的记录与保存58-59
• 5.4.2 价格体系运行变更时的节点数据记录与保存59
• 5.4.3 价格体系运行变更时的节点数据记录与保存59-60
• 5.4.4 价格体系内运行变更时的相关数据记录与保存60
• 5.4.5 十二个月份的用水量记录与保存60-61
• 5.5 辅助工具对关键节点数据的读取或显示61-66
• 5.5.1 调价信息采集卡对关键节点数据的读取61-62
• 5.5.2 用户卡返写区对关键节点数据的读取62-64
• 5.5.3 上位机工具软件对关键节点数据的显示64
• 5.5.4 LCD液晶屏对关键节点数据的读取与显示64-66
• 第6章 阶梯价智能水表的测试66-73
• 6.1 系统测试的内容66-73
• 第7章 结束语73-74
• 7.1 主要工作73
• 7.2 本设计的特色73-74
• 参考文献74-77
• 致谢77

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 申岭;;智能水表技术及应用[J];中国计量;2007年07期

2 严建军;周优萍;;智能水表发展之探讨[J];工业计量;2008年06期

3 韩树屏;李p

本文编号：431480