摘 要

本论文的主要内容是针对城镇小区电力系统系统电能数据的采集和集中、传输数据的方式及电能软件管理界面等做了较为详细的设计。硬件方面主要介绍时钟电路、电能采集、显示电路、计量电路。利用半双工RS-485电气接口的串行通讯技术作为电能数据传输介质。系统的软件管理系统界面主要利用了Labview和串口调试助手完成对数据的自动采集、统计、显示、校验、报警等功能。最后对于本系统运行过程中存在的由于工作环境和人为干扰而引起的误差问题也进行了详细的说明和分析，并在硬件电路和软件程序上采取了一些有效的措施。本系统实现了小区的群体用户的用电信息的远程自动采集，实现了住宅能耗计量的高质量和高效率管理。在实验室检测后，验证了该系统具有实时性强、可靠性高、数据信息精确和管理方便等特点。

关键词：远程自动抄表；RS485；STC89C52；Labview

Abstract

This thsis mainly content of collect and focus the electric power data and the way of spread data with slightly particular design of the power software management interface face to the urban district which maily told the circuit diagram of measurement ,display,clock and collect electric power data in hardware. Adopt the serial communication technology of the half duplex in the RS-485 as the medium of the data transfer. The software management system maily use the labview software and serial debgging assistant to realize the function that contains the collect of the data,ststistics,display,check and warning circuit. At last we had done minute introduction an analyze in the paoblem of the error that were caused by the work environment and human disturbance in the paogress which the system is working and had taken some effective measure on the hardware and soft program.This system realized remote automatic acquisition about the electricity information of many users in the community and high quality and efficiency management in residential energy consumption measurement. We verified the the system have the character that responce quickly , high reliability , accurate data information , convenient management after detection in laboratory.

Key words: Remote automatic meter reading ; RS-485 ; STC89C52 ; Labview

目录

第1章 绪论 1

1.1 问题的提出及研究意义 1

1.2 国内外自动抄表现状 1

1.3 课题来源及主要工作 2

第2章 系统方案设计 3

2.1 常见的抄表系统 3

2.1.1 电话线远程抄表 3

2.1.2 无线远程自动抄表系统 3

2.1.3 基于电力线载波自动抄表系统 3

2.1.4 以太网抄表系统 3

2.1.5 有限电视网远程抄表 3

2.1.6 基于RS-485总线远程抄表系统 4

2.3 系统方案的确定及设计 5

2.3.1 系统方案的确定 5

2.3.3 通信标准的选择 6

第3章 抄表系统的硬件电路设计 7

3.1 系统的硬件结构 7

3.1.2电路的各功能模块的设计 7

3.2 电源模块 7

3.3 单片机控制模块 8

3.3.1 STC89C52介绍 8

3.3.2 控制电路设计 11

3.4 LCD显示模块设计 13

3.4.1 LCD1602 原理简介 13

3.4.2 1602 简介 13

3.4.3 显示电路设计 14

3.5 时钟芯片 14

3.5.1 DS1302 简介 14

3.5.3 时钟电路设计 17

3.6 数据通信模块 17

3.7 环境与经济性分析..........................................................................................................17

第4章 电能表程序开发 21

4.1软件开发环境 21

4.1.1 KeilμVision4介绍 21

4.1.2 编程语言 22

第 5 章 设计抄表系统软件 24

5.1 图形编程软件LABVIEW 24

5.2 抄表系统软件设计 24

5.3 系统流程图 25

5.3 数据库简介 25

第 6 章 系统的误差分析及抗干扰设计 26

6.1 稳压电源的分析及抗干扰设计 26

6.2 光电耦合隔离 26

6.3 看门狗电路 27

6.4 误差分析 27

6.4.1 误差的来源 27

6.4.2 减小误差的措施 27

结论 28

致谢 56

参考文献： 57

第1章 绪论

本文在智能电表技术广泛被应用的背景下，对远程自动抄表技术的方式进行分析和研究。首先通过初步的了解我们知道了智能电表的工作方式及原理和应用，国内的抄表方式也渐渐的采用远程自动抄表技术而取代了手动抄表，但在技术层面略显稚嫩。国外很早就采取了远程抄表，并与之相关的行业也在不断的发展进步，并成立了相关的协会和公司。因此需要对于国外的抄表方式有一定的了解。选择高效智能的技术是时代发展的需要，也是推动社会发展的动力，因此本文的研究也有了实际的意义。

1.1 问题的提出及研究意义

21世纪以来随着信息行业的爆炸性发展，IT行业越来越受重视，很多先进的技术被应用于各个行业中。而本设计的课题就是在这个基础上研究远程自动抄表技术的原理及实际意义。本文主要针对城镇居民住宅的电能表电能数据的采集，统计及管理。传统的电表的记录方式已经渐渐不适应现在的要求，因为其要求抄表人员要有基本的电路知识而且耗时耗力，采集到的数据有可能还不准确。而远程自动抄表的特点是利用各种传输介质实现远距离的数据传输及特制的软件界面对数据实行操纵及执行相应的处理，如提醒用户及时缴费或者欠费停电等。此种方式准确的保证了数据传输的即时性和准确性，在技术应用及产品安装方面的实现成本也比较低，具有良好的实际意义。

手动抄表抄表的效率低，周期长，数据不具有实时性等严重影响了相关部门的管理力度。针对以上的原因，建设部提出了建设小康型住宅小区的规划要求，重视对新建和改扩建的住宅小区进行高效智能化的管理，实行水、电、气表出户的统一管理，实现上位机远程自动检测、计量和收费[^[1]]。现代化管理程度的提高，对于自动化、规范化和科学化的要求也在逐步显现，多用户远程自动抄表系统逐渐被用户所认知和认可，对于地广物博的中国地区来说还是有很大的应用前景的，因此，本课题基于电能表远程自动抄表系统的研究就十分的有意义[^[2]]。

1.2 国内外自动抄表现状

自动抄表是利用电子技术、自动控制技术、计算机及通讯等技术，通过采集器或其他设备对表进行抄取及操作。自动抄表系统脱离的传统的人工抄取方式，在远程对住宅用户的电能数据进行数据传输并与上位机的管理系统双向通信的先进抄表技术。