热量表的远程抄表及管理系统设计

发布时间：2017-04-12 19:18

  本文关键词：热量表的远程抄表及管理系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的迅速发展和普及,智能居民小区是城市规划的一个必然趋势。在智能小区的建设过程中,热量表、水表、电表等各类表具数据的自动采集以及智能管理是迫切需要解决的问题。近年来,为了减少能源的浪费,供热公司的收费方式正在由传统的包月按面积收费转为更加合理的按热量计量收费。然而,我国目前绝大多数地区仍采用人工抄表的方式,人工操作不仅费时费力,时间跨度大,而且可能会出现漏抄、错抄等一系列问题。近年来,无线通信技术的迅猛发展,使得无线自动抄表技术逐渐成熟。无线自动抄表系统,不仅操作简单,准确迅速,效率高,而且可以实时读取数据,便于监控管理,实现自动抄表系统的智能化。本文提出了一种基于ZigBee技术结合GPRS技术的无线远程抄表系统以及基于Lab VIEW上位机管理系统的整体设计方案。ZigBee无线技术具有功耗低、数据传输可靠、网络容量大等优点。由ZigBee组建的短距离无线局域网络结合GPRS远程通信技术,使无线抄表管理系统数据传输可靠、准确迅速、管理简单,系统可实现对全部热量表的远程监控管理。热量表的远程抄表及管理系统由数据采集器、数据中转器、数据集中器以及远程数据管理中心组成。数据采集器由M-Bus抄表器和ZigBee无线终端节点组成,数据采集器负责将控制指令下达到热量表,并把采集到的热量表数据上传。数据中转器,实际上是ZigBee网络路由节点,是为了增加ZigBee网络的覆盖面积,保证数据的可靠传输距离。数据集中器是整个无线抄表系统的核心部分,是管理中心上位机与热量表之间通信的桥梁,主要由ZigBee协调器、GPRS无线模块和控制电路组成,负责ZigBee网络内所有热量表的管理,包括数据的采集、控制指令下达以及数据的远程传输等。远程数据管理中心,可以实时监控用户的热量表,通过对用户室内温度、用热量等数据分析,可以合理的制定供热策略从而节约资源,管理者可对用户热量表进行查询、控制、用热分析、报表打印等,并可以远程对控制器发送操作指令。根据试验测试表明,热量表的远程抄表及管理系统可以高效率实现数据的采集及处理,传输数据准确可靠,具有较强的抗干扰能力。因此,该系统具有很好的市场价值和广阔的发展前景。
【关键词】：ZigBee技术 GPRS网络 M-Bus LabVIEW 无线抄表系统
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH81;TN92
【目录】：

• 中文摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 课题背景14-15
• 1.2 国内外抄表系统的发展情况15-17
• 1.2.1 国外抄表系统的发展情况15
• 1.2.2 国内抄表系统的发展情况15-16
• 1.2.3 国内外发展趋势16-17
• 1.3 课题实际意义17
• 1.4 课题的主要工作17-18
• 1.5 本章小结18-20
• 第二章 热量表的远程抄表及管理系统整体设计方案20-34
• 2.1 远程抄表系统的方案选择20-23
• 2.1.1 热量表抄表总线的选择20-21
• 2.1.2 无线数据传输技术的选择21-22
• 2.1.3 系统的整体方案22-23
• 2.2 系统的基本组成23-24
• 2.3 系统的主要技术介绍24-31
• 2.3.1 M-Bus通信技术24-26
• 2.3.2 ZigBee技术26-29
• 2.3.3 GPRS技术29-30
• 2.3.4 LabVIEW技术30-31
• 2.4 热量表的远程抄表及管理系统特点31-32
• 2.5 本章小结32-34
• 第三章 系统硬件电路的设计与实现34-54
• 3.1 数据集中器硬件电路设计34-44
• 3.1.1 系统控制器选型35
• 3.1.2 系统控制电路设计35-37
• 3.1.3 ZigBee协调器电路设计37-41
• 3.1.4 GPRS模块电路设计41-44
• 3.2 数据采集器硬件电路设计44-46
• 3.2.1 M-Bus抄表电路设计44-46
• 3.2.2 ZigBee无线模块电路设计46
• 3.3 数据中转器硬件电路设计46-47
• 3.4 系统供电电路设计47-53
• 3.4.1 单端反激式开关电源的设计47-50
• 3.4.2 数据集中器的电源设计50-51
• 3.4.3 数据采集器的电源设计51-52
• 3.4.4 电源店家检测电路设计52-53
• 3.5 本章小结53-54
• 第四章 系统软件程序设计与实现54-74
• 4.1 M-Bus传输数据标准54-58
• 4.1.1 M-Bus主站控制帧54-57
• 4.1.2 M-Bus从站应答帧57-58
• 4.2 ZigBee网络58-68
• 4.2.1 ZigBee协议栈概述58-59
• 4.2.2 ZigBee协议栈结构分析59-61
• 4.2.3 基于Z-Stack软件的网络层设计61-66
• 4.2.4 基于Z-Stack软件的应用层设计66-68
• 4.3 GPRS远程通信68-70
• 4.4 控制系统的程序设计70-72
• 4.5 本章小结72-74
• 第五章 LabVIEW上位机的设计设计与实现74-90
• 5.1 LabVIEW开发软件平台74-75
• 5.2 LabVIEW数据通信接口75-79
• 5.2.1 Labviw的网络接口75-76
• 5.2.2 LabVIEW的数据库接口76-79
• 5.3 LabVIEW上位机管理系统79-85
• 5.3.1 登陆界面设计79-80
• 5.3.2 管理界面设计80-83
• 5.3.3 用户界面设计83-85
• 5.4 远程控制设计与实现85-86
• 5.5 LabVIEW生成可执行文件86-87
• 5.6 MySQL数据库87-89
• 5.7 本章小结89-90
• 第六章 总结与展望90-92
• 参考文献92-98
• 致谢98-100
• 攻读学位期间发表的学术论文目录100-101
• 学位论文评阅及答辩情况表101

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