基于物聯(lián)網(wǎng)的無線熱量抄表系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、熱量表是用于測量供熱系統(tǒng)中水流經(jīng)熱交換系統(tǒng)時吸收和釋放能量的計量儀表。在現(xiàn)代社會中,將用熱量作為供熱系統(tǒng)計量收費的依據(jù),滿足人們生活的需要和社會可持續(xù)發(fā)展的要求。熱量表作為用熱量計量的有效工具,一共經(jīng)歷了機械式、電子式、數(shù)字式的發(fā)展過程,現(xiàn)已發(fā)展到以微處理器為核心的智能式儀表。另外,針對傳統(tǒng)的人工抄表和有線抄表的缺陷,本文設(shè)計了一種無線熱量抄表系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了ZigBee技術(shù)與GPRS技術(shù)相結(jié)合的方式進行數(shù)據(jù)傳輸,實現(xiàn)了優(yōu)勢互補,降低

2、了成本。
　　該系統(tǒng)主要包括信息采集單元、數(shù)據(jù)收集顯示單元和中心控制單元三部分。論文主要從熱量表的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、系統(tǒng)所用技術(shù)的介紹、系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、各模塊性能測試以及對工作的總結(jié)和展望進行研究。
　　在硬件部分,首先,設(shè)計了一種應(yīng)用時間測量芯片TDC-GP21實現(xiàn)流量和溫度測量、以CC2430作為微處理器的無線熱量采集終端,并且對超聲波熱量表的工作原理做了詳細(xì)介紹,其中,流量測量選用了超聲波傳感器,溫度

3、測量選擇了Pt1000鉑電阻;其次,設(shè)計了以MSP430F149為微處理器、以H7210為GPRS模塊、以SP3232為RS232電平轉(zhuǎn)換芯片的數(shù)據(jù)收集顯示單元;最后,簡單介紹了中心控制單元的硬件組成。在硬件設(shè)計的整個過程中,包括器件的選型以及電路的設(shè)計,都以優(yōu)化系統(tǒng)性能為原則。
　　在軟件部分,采用模塊化的設(shè)計思想進行軟件設(shè)計。首先,在超聲波熱量表的工作原理的基礎(chǔ)上,對信息采集部分的主程序流程、溫度采集軟件流程以及流量采集軟件流

4、程進行設(shè)計;其次,對數(shù)據(jù)收集顯示單元即協(xié)調(diào)器節(jié)點進行設(shè)計,主要包括主程序流程、GPRS模塊軟件流程以及電平轉(zhuǎn)換部分軟件流程三部分;最后對中心控制單元的軟件部分做了簡單分析。在整個軟件的設(shè)計過程中,采用了間歇性測量的方式,降低了系統(tǒng)功耗。
　　經(jīng)過實驗分析,證明該系統(tǒng)中選擇的傳感器、微處理器以及各通信模塊都符合本系統(tǒng)中熱量采集及傳輸?shù)囊?。本文設(shè)計的無線熱量抄表系統(tǒng)具有精度高、功耗低、性能穩(wěn)定、價格低廉等優(yōu)點,還能方便地實現(xiàn)無線遠(yuǎn)程