毕业设计开题报告

姓名 学号 专业 电气工程及其自动化 设计题目 1. 毕业设计的目的及意义： 远程自动抄表系统下位机的设计与实现 随着经济的飞速发展，居民用水量的需求越来越大，水表的数量也迅速增加，同时居民住宅的质量和档次越来越高 ，住户对住宅环境、物业管理水平的要求也日益提高。传统的抄表方式存在许多弊端，不仅浪费人力物力，又不可避免存在人为因素造成的误差，而且对用户的日常生活造成不便，已经不适应现代物业管理的需要。因此，将单片机控制技术应用于抄表系统，设计出一种相对先进的，能准确采集样本数据并进行相应处理，具备显示和上传数据的下位机是非常具有使用价值的，从而自动抄表技术应运而生。 自动抄表 ( Automatic Meter Reading - AMR )系统是当代微机技术、数字通讯技术与电计量技术的完美结合 ，是提高管理部门自动化水平的需要，它将集计量、数据采集、传输、处理于一体 ，是将城乡居民用电用水信息加以综合处理的系统。该系统使供水公司及物业管理部门从根本上减轻了人工上门抄表的劳动强度 ,克服了传统人工抄表模式的低效率和不确定性 ,推进了供水管理现代化的发展进程。该系统对提高供水部门的管理水平和经济效益无疑有着十分重要的意义。 在国外集中抄表系德国MEILEK公司开发的无线发射式水表，除安装常规数据采集、处理、存储模块外，另设置无线发射装置，通过远程装置接收信号，此种水表不需铺设线路和线路维护、安装方便。由于单表设计无线发射装置，研究起步也较早，且比较深入，从标准的制定到抄表专用芯片的生产都比较成熟。多种集中抄表技术得到了相对广泛的、成功的应用，目前在发达国家基本上都实现了远程集中抄表。 在国内主要有五种抄表系统：无线抄表、红外抄表、电话线抄表、总线抄表、电力线载波通信抄表。而本设计的远程抄表方案是基于当前中国移动提供的GPRS业务，即通过GPRS网实现。下位机将测得的水表数据经过协议封装后发送到中国移动的GPRS数据网络，GPRS/GSM网络通过无线传输到Internet网络，然后通过TCP/IP协议与上位机相连。上位机可以随时接收下位机传输来的数据，也可以随时向下位机发送抄表命令，并能把下位机传来的数据传输给数据库存储起来实现数据管理，以便以后随时供工作人员查询。 2. 基本内容和技术方案： 系统硬件的结构框图如下所示： 流量传感器 数据采集 部分 A/D转换器 单片机STCC52 华为GTM900-C 带有中文字库的LCD1602 通信模块 数据显示模块 研究方案： 本次研究的目标是利用 51系列单片机ATC52和 GPRS技术设计一个无线抄表系统 ，这是一种高效、可靠的自动化抄表系统 ，其功能是采集用户水表数据 ，经过存储、传输和处理 ，实现数据采集、管理以及预付费和实时监控等。基于此目标把研究任务主要分为以下三大部分来完成 ： ( 1)系统方案的设计 这部分首先介绍了系统设计原理及基本思路，按照设计的基本要求将系统分为五大模块，分别是数据采集模块、A/D转换模块、单片机控制模块、显示模块及GPRS模块。然后对每个部分分别进行论证，对需要的硬件进行选型，根据每个方案的优点与缺点，从两个或多个方案里选择最优方案。 (2)系统硬件设计 这部分详细介绍了硬件的设计和布置以及硬件的结构功能。简单来说，数据采集模块采集由流量传感器传来的电压信号经过A/D转换部分，转换后的数字信号送给控制器处理，由单片机完成对该数字量的处理，驱动显示模块完成数据的实时显示，并把数据通过GPRS传送给上位机，此部分对软件的设计要求比较高，系统的大部分功能都需要软件来控制。 (3)系统软件设计 软件是一个系统的灵魂，程序设计是一件复杂的工作，这部分主要介绍了软件的算法，流程图，以及开发软件Keil uVision2。先确定主程序流程图，后确定子程序流程图，然后根据流程图分别编写出主程序与子程序，经调试后正常运行。 3. 主要参考文献： [1] 张洪润，刘秀英，张亚凡.《单片机应用设计》（200例上册）[M]. 北京，北京航空航天出版社，2005 [2] 赵亮，侯国锐. 《单片机C语言编程与实例》[M]. 北京：人民邮电出版社，2003 [3] 常喜茂，孔英会，付小宁. 《C51基础与应用实例》[M]. 北京：电子工业出版社，2001 [4] 白延敏. 《51单片机典型系统开发实例精讲》[M]. 北京：电子工业出版社，2009 [5] 赵建领. 《51系列单片机开发宝典》[M]. 北京：电子工业出版社，2007，134~156 [6] 李群芳，肖看. 《单片机原理接口及应用》[M].北京：清华大学出版社，2007 [7] 封亚斌.《采用串口通信技术实现Modbus数据通信》[J]. 自动化仪表，2004 [8] 郭天祥. 《新概念51单片机C语言教程—入门､提供､开发､拓展全攻略》[M]. 北京：电子工业出版社，2009 [9] 康华光. 《电子技术基础》[M]. 高等教育出版社，1998 [10] 胡汉才. 《单片机原理及系统设计》[M].清华大学出版社，2002 [11] 黄承安，张跃，云怀中. 《基于GPRS的远程仪表监控系统》[J].中国科学，2003（8）：43~45 [12] 阚江，孙苓生，张明. 《基于VB6.0实现工控软件和下位机的串口通信》[J]. 电力自动化设备, 2002（9）：34~37 [13] 过金超,刘玉琳,戈民,崔光照,唐耀华. 《基于VB界面的上位机与下位机的无线通信》[J]. 郑州轻工业学院学报,2005（2）：55~57 [14] 赵申、蒋铃鸽. 《基于GPRS的无线数据采集与传输终端》[J]. 电子产品世界，2004（6）：7~13 4. 进度安排： 2012年12月—2013年1月 选题、制定题目任务书、查阅资料、撰写开题报告； 2013年2月 ：查阅资料，了解相关技术基础知识，学习应用方法，学习仿真软件； 2013年3月 ：完成系统总体设计、硬件设计、软件设计； 2013年4月 ：软件仿真、系统集成、整机联调，确定论文三级目录； 2013年5月 : 论文写作、论文定稿、答辩准备； 5. 指导教师意见： 指导教师签字： 日期： 年 月 日 6. 系意见： 签字： 系（盖章） 日期： 年 月 日