基于物联网的无线热量抄表系统设计

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1、分类号：TN929学校单位代码：10446硕士学位论文论文题目：基于物联网的无线热量抄表系统设计研究生姓名：侯丽静学科、专业：通信与信息系统研究方向：无线通信导师姓名、职称：赵建平教授论文完成时间：2013年4月曲阜师范大学研究生学位论文原创性说明（根据学位论文类型相应地在“□”划“√”）本人郑重声明：此处所提交的博士□/硕士□论文《基于物联网的无线热量抄表系统设计》，是本人在导师指导下，在曲阜师范大学攻读博士□/硕士□学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除注明部分外不包含他人已经发表或撰写的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确的方式注明。本声明的法律结

2、果将完全由本人承担。作者签名：日期：曲阜师范大学研究生学位论文使用授权书（根据学位论文类型相应地在“□”划“√”）《基于物联网的无线热量抄表系统设计》系本人在曲阜师范大学攻读博士□/硕士□学位期间，在导师指导下完成的博士□/硕士□学位论文。本论文的研究成果归曲阜师范大学所有，本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解曲阜师范大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权曲阜师范大学，可以采用影印或其他复制手段保存论文，可以公开发表论文的全部或部分内容。作者签名：日期：导师签名：日期：摘要摘要热量表是用于测量供热系

3、统中水流经热交换系统时吸收和释放能量的计量仪表。在现代社会中，将用热量作为供热系统计量收费的依据，满足人们生活的需要和社会可持续发展的要求。热量表作为用热量计量的有效工具，一共经历了机械式、电子式、数字式的发展过程，现已发展到以微处理器为核心的智能式仪表。另外，针对传统的人工抄表和有线抄表的缺陷，本文设计了一种无线热量抄表系统。该系统采用了ZigBee技术与GPRS技术相结合的方式进行数据传输，实现了优势互补，降低了成本。该系统主要包括信息采集单元、数据收集显示单元和中心控制单元三部分。论文主要从热量表的国内外发展现状、系统所用技术的介绍、系统的总体结构、硬件设计、软件设计、各模块性能测试以及

4、对工作的总结和展望进行研究。在硬件部分，首先，设计了一种应用时间测量芯片TDC-GP21实现流量和温度测量、以CC2430作为微处理器的无线热量采集终端，并且对超声波热量表的工作原理做了详细介绍，其中，流量测量选用了超声波传感器，温度测量选择了Pt1000铂电阻；其次，设计了以MSP430F149为微处理器、以H7210为GPRS模块、以SP3232为RS232电平转换芯片的数据收集显示单元；最后，简单介绍了中心控制单元的硬件组成。在硬件设计的整个过程中，包括器件的选型以及电路的设计，都以优化系统性能为原则。在软件部分，采用模块化的设计思想进行软件设计。首先，在超声波热量表的工作原理的基础上，

5、对信息采集部分的主程序流程、温度采集软件流程以及流量采集软件流程进行设计；其次，对数据收集显示单元即协调器节点进行设计，主要包括主程序流程、GPRS模块软件流程以及电平转换部分软件流程三部分；最后对中心控制单元的软件部分做了简单分析。在整个软件的设计过程中，采用了间歇性测量的方式，降低了系统功耗。经过实验分析，证明该系统中选择的传感器、微处理器以及各通信模块都符合本系统中热量采集及传输的要求。本文设计的无线热量抄表系统具有精度高、功耗低、性能稳定、价格低廉等优点，还能方便地实现无线远程抄表，节省了人力、物力，提高了工作效率，具有广阔的应用前景。关键词：热量表；ZigBee技术；GPRS技术；T

6、DC-GP21；MSP430F149；SP3232；H721IAbstractAbstractInmodernsociety,heatisusedasthechargingstandardoftheheatingsystem,anditcanmeettheneedsofpeople'slifeandtherequirementsofsocialsustainabledevelopment.Heatmeterisusedformeasuringtheheatingsystemofabsorbedandreleasedenergywhenwaterflowsthroughtheheatexchan

7、gesystem.Asaneffectivetoolinheatmeteringsystem,heatmeterexperiencedthedevelopmentprocessofmechanicalheatmeter,electronicheatmeteranddigitalheatmeter,nowithasdevelopedintotheintelligentinstrumentwithth