基于MSP430单片机的智能热量表的研究
发布时间:2017-03-23 02:01
本文关键词:基于MSP430单片机的智能热量表的研究,由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】: 随着热能计费需求的发展,西方的热能表计费方式在国内已有大量的需求,但进口热能表的价格高昂,不利于在我国普及。热能表在我国属于新兴产业,尚处于起步阶段,发展水平明显落后于国外,所以必须研制符合我国国情的热能表。本课题在广泛查阅国内、外相关技术资料、科技文献的基础上,经过深入调研,采用最新的元件、电子技术研制出基于MSP430单片机的智能热量表系统。本课题研究开发的智能热量表将超低功耗嵌入式单片计算机技术、数字化测量温度技术、无磁传感技术有机结合,,是一款新型的热计量仪表,能为用户与供热公司之间提供准确的收费依据。 本文详细阐述了基于MSP430单片机的智能热量表的研制,包括智能热量表的总体结构设计;热量表、M-Bus远程抄表系统的硬件设计及电路实现;热量表控制系统及与上位机通信系统的软件程序设计;智能热量表系统的低功耗设计、抗干扰性设计;最后按照《中华人民共和国国家计量检定规程JJG225-2001》初步实验检定基于MSP430单片机的智能热量表。 本文研究的智能热量表实现了对供热系统中流量、温度、热量的测量;LCD显示热量、流量、温度等信息;电源停止供电时保存所有数据,恢复供电后正常计量;与上位机的通信,接收、发送上位机所需的数据信息等功能。基于MSP430单片机的智能热量表满足《中华人民共和国城镇建设行业标准CJ128-2000热量表》的标准要求,电源采用内装3.6V锂电池,使用寿命超过八年;流量传感器误差限不超过5%,总体热量表精度达到2级精度标准。
【关键词】:热量表 热能计算 MSP430 温度传感器 Scan IF M-Bus
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TH81
【目录】:
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-9
- 第一章 绪论9-17
- 1.1 课题来源、背景及研究目的9-11
- 1.2 国内外相关技术发展现状11-14
- 1.2.1 国外热量表的研发现状及性能11-13
- 1.2.2 国内热量表的发展现状13-14
- 1.2.3 国内外自动抄表系统的研究现状14
- 1.3 本文的主要研究内容14-16
- 1.4 课题研究的意义16-17
- 第二章 基于MSP430的智能热量表系统结构设计17-38
- 2.1 基于MSP430的智能热量表系统简介17-20
- 2.1.1 热量表的组成及相关性能指标17-18
- 2.1.2 MSP430系列单片机18-19
- 2.1.3 远程自动抄表系统19-20
- 2.2 热量表原理20-25
- 2.2.1 热量计算原理20-24
- 2.2.2 智能热量表的工作原理与总体结构24-25
- 2.3 MSP430FW427单片机25-29
- 2.3.1 MSP430FW427单片机的选取25-26
- 2.3.2 基础模块在智能热量表中的应用26-28
- 2.3.3 Scan IF模块28-29
- 2.4 流量测量及流量传感器29-31
- 2.4.1 流量测量方法29
- 2.4.2 流量传感器的选型29-30
- 2.4.3 热量表基表的选型30-31
- 2.5 温度测量及温度传感器31-32
- 2.5.1 温度测量方法31
- 2.5.2 温度传感器的选型31-32
- 2.6 M-Bus远程自动抄表系统32-37
- 2.6.1 M-Bus远程抄表系统33-34
- 2.6.2 M-Bus总线结构34-36
- 2.6.3 M-Bus通信接口36-37
- 2.7 本章小结37-38
- 第三章 智能热量表系统的硬件设计及电路实现38-56
- 3.1 主控芯片的选型38
- 3.2 流量采集部分及电路设计38-42
- 3.2.1 LC振荡测量法原理38-40
- 3.2.2 流量检测模块硬件构成及电路实现40-42
- 3.3 温度采集部分及电路设计42-47
- 3.3.1 温度检测设计基础42-46
- 3.3.2 温度检测的实现46-47
- 3.4 M-Bus远程抄表系统硬件设计47-52
- 3.4.1 M-BuS的接口芯片功能47-48
- 3.4.2 TSS721A通讯原理48-50
- 3.4.3 TSS721A的线路连接50-52
- 3.4.4 远程抄表系统主机52
- 3.5 其它硬件模块的设计52-55
- 3.5.1 电源系统的设计52-53
- 3.5.2 电池告警电路设计53
- 3.5.3 液晶显示硬件连接53-54
- 3.5.4 简易按键设计54-55
- 3.6 本章小结55-56
- 第四章 智能热量表系统的软件设计56-69
- 4.1 总体设计56-58
- 4.1.1 编程思想56
- 4.1.2 MSP430单片机编程语言及编程环境56-58
- 4.1.3 智能热量表软件系统的总体构成58
- 4.2 主程序设计58-59
- 4.3 初始化程序设计59-61
- 4.3.1 系统初始化程序60
- 4.3.2 Scan IF模块初始化程序60-61
- 4.3.3 液晶显示驱动初始化61
- 4.4 流量检测程序设计61-62
- 4.5 温度处理程序设计62-63
- 4.6 按键工作方式设计63-64
- 4.7 Flash信息存储器的程序设计64-65
- 4.8 智能热量表远程抄表系统软件设计65-67
- 4.8.1 通信程序65-66
- 4.8.2 主控计算机 PC端的上层管理信息系统软件66-67
- 4.9 本章小结67-69
- 第五章 智能热量表的低功耗设计及抗干扰性设计69-74
- 5.1 智能热量表的低功耗设计69-72
- 5.1.1 低功耗设计的意义69
- 5.1.2 热量表系统低功耗设计的实现69-72
- 5.2 智能热量表的抗干扰性设计72-74
- 5.2.1 热量表抗干扰设计的意义72
- 5.2.2 热量表系统抗干扰设计的实现72-74
- 第六章 实验测试分析及结论74-80
- 6.1 系统调试74
- 6.2 实验测试74-77
- 6.2.1 热量表的要求74
- 6.2.2 热量表实验检定方法74-75
- 6.2.3 热量表实验测试结果75-77
- 6.3 本文总结77-80
- 致谢80-81
- 参考文献81-84
- 附录A 智能热量表部分程序84-88
- 附录B 智能热量表电路板88-89
- 攻读学位期间的研究成果89
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 马汝祥;台区配电变压器防盗监控系统[D];南京理工大学;2011年
2 周寅;沥青路面层间检测仪器测控系统开发[D];长安大学;2011年
3 王鹏;M-BUS在智能电网自动抄表AMR系统中的应用研究[D];山东大学;2012年
4 赵学敏;智能微波开关上位机软件和检测仪的设计与实现[D];西安石油大学;2012年
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