基于无线通道的燃气自动抄表系统的研究与开发

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1、摘要41绪论51.1研究背景和意义51.2国内外自动抄表系统发展及应用现状61.3现有自动抄表系统解决方案71.3.1有线抄表系统71.3.2电力载波抄表系统91.3.3无线抄表系统101.4本文研究内容与章节安排142无线抄表系统总体设计162.1系统设计总体要求162.2系统方案设计172.2.1无线方式选择172.2.2系统结构设计172.2.3计量表具计量方式的选择与设计202.2.4无线通讯模块的选择222.2.5手持机选择232.2.6中心管理信息系统设计272.3本章小结283无线抄表系统底层硬件平台设计283.1基于无线双向燃气表方案的底层硬件设计283.2基于采

2、集器方案的底层硬件设计313.2.1无线表具设计313.2.2无线采集器设计323.3本章小结344手持机软件系统设计354.1手持机介绍354.1.1手持机体系结构354.1.2手持机软件开发环境364.2手持机系统功能分析364.3手持机软件操作主流程设计374.4手持机主界面设计394.5数据通信模块设计404.5.1通信协议的制定414.5.2软件实现434.6抄表功能模块设计444.6.1通讯协议的制定454.6.2软件实现484.7手持机数据结构设计504.8其它功能模块设计534.10本章小结555.中心管理系统设计565.1系统总体需求分析565.1.1系统需求描

3、述565.1.2数据库管理模块功能描述585.1.3基本业务模块功能描述595.1.4抄表管理模块功能描述595.2基于UML的系统模型595.2.1UML简介605.2.2系统用例图625.2.3系统时序图655.2.4系统协作图685.2.5系统状态图695.2.6系统活动图705.3数据库设计735.4软件开发与实现745.5本章小结756运行与测试766.1系统运行环境构建766.4管理软件数据处理796.5本章小结807总结与展望817.1研究总结817.2研究展望82参考文献84摘要目前抄表方式以有线方式为主，诸如电力线载波、电话线、RS485或者是上述几种有线方式的

4、混合。随着城市和智能小区的发展，有线系统先天存在着布线，施工周期长、工程安装成本及维护成本高和系统扩展性差等问题，已经越来越满足不了城市发展的需要，而小功率无线电波通信方式由于其通信方便、组网简单、无需申请频点使用权以及投资少等特点，为国内外越来越多的自动抄表系统所采用。本文对目前有线燃气自动抄表方式作了深入的研究，在瑞迅公司原有线抄表系统的基础上，采用小功率无线电波通信方式，提出了两种结构型式的小区无线抄表系统方案—基于无线双向燃气表方案和基于无线采集器方案，并对这两种方案的硬件和软件进行了设计和实现。本文首先针对现有脉冲表具计数不准、需要复杂布线和可靠性差等问题，对于不同无线

5、抄表方案设计了两种新型具有无线远传接口的表具。其次专门针对基于无线采集器方案设计了一种具有无线接口的数据采集终端，它具有独立存储空间，能完成对无线单向燃气表数据采集，也能响应手持式抄表机指令，完成数据通讯任务。第三手持式抄表机应用软件设计。手持式抄表机作为底层无线燃气表具、无线采集器和上层信息管理系统之间信息交换的载体，手持机通过相关通信协议实现与无线表具和无线采集器直接通信，从而实现了包括表具数据的读取存储以及无线表具的设置等功能。最后通过中心管理信息系统软件设计，实现了抄表机数据导入和抄表任务下载、手持机应用软件更新以及抄表机参数设置等功能并且对上传抄表数据实现了数据智能化处

6、理、收费和票据报表输出的功能。系统运行测试表明系统性能达到了预定的目标，系统满足了实际的需求，具有较高的实际运用价值。关键字:自动抄表系统、无线通信协议、无线模块、手持机、串口通信1绪论本章分析目前抄表行业面临的问题，讨论了自动抄表技术的发展现状，分析了目前有线自动抄表技术、无线抄表技术和电力载波技术的优缺点，指出了无线抄表方式将逐渐成水、电、气抄读的首选，最后给出本文的研究目标、内容和全文章节安排。1.1研究背景和意义随着电子技术、传感技术、自动控制技术和计算机通信技术的发展和城市智能化住宅小区建设的迅速发展，水、电、气自动抄表系统被列为住宅智能化建设必要项目之一，与监控报警系

7、统、家居安防系统等都将是楼宇智能化系统不可缺少的一部分。建设部公布小康住宅的十大标准第六条规定:“对现代化住宅使用的水表、电表、煤气表等各种计量器具要求信息出户”[1]。在2003年公布的《物业管理条例》第四十五条中明确规定:“物业管理区域内，供水、供电、供气、供热、通讯、有线电视等单位应当向最终用户收取有关费用。物业管理企业接受委托代收前款费用的，不得向业主收取手续费等额外费用”[2]。今后，水电气行业的直管用户将逐步过渡到终端服务即行业公司直接抄表收费的模式。同时近年来随着城