智能水表低功耗设计的关键技术及解决方案

目录

第一章 绪论

1.1 课题来源

1.2 引言

1.3 国内外研究现状

1.3.1水表发展历程

1.3.2智能水表发展现状

1.3.3低功耗硬件设计研究现状

1.3.4低功耗软件设计研究现状

1.4 论文的主要工作内容

1.5 本章小结

第二章 低功耗智能水表方案论述与设计

2.1 方案设计

2.1.1系统的结构框架

2.1.2两种无线通信方式对比

2.2 系统特点

2.3 本章小结

第三章 自适应采样策略

3.1无磁计量的工作原理

3.2机械水表的无磁发讯改造

3.3自适应采样策略

3.4本章小结

第四章 低功耗智能水表系统硬件设计

4.1 嵌入式系统硬件电路功耗分析

4.1.1主控芯片功耗分析

4.1.2电源功耗分析

4.1.3外设功耗分析

4.2 嵌入式硬件低功耗设计方法

4.2.1模块化设计

4.2.2电源拓扑设计

4.2.3分区/分时供电

4.2.4 I/O引脚供电

4.2.5选用低功耗的电路形式

4.3 智能水表硬件电路设计

4.3.1中央控制单元

4.3.2 LCD液晶显示电路

4.3.3三电感采集叶轮旋转圈数电路

4.3.4 LED灯指示电路和干簧管电路

4.3.5 LDO电路和下载电路

4.3.6电池电压检测电路

4.3.7 LoRa通信电路

4.4 项目硬件装配调试

4.4.1 PCB设计与打样

4.4.2焊接与调试

4.5 本章小结

第五章 低功耗智能水表系统软件设计

5.1嵌入式软件低功耗设计方法

5.1.1芯片进入低功耗模式

5.1.2中断方式驱动事件流转

5.1.3控制时钟频率

5.1.4控制MCU内部外设

5.2 智能水表终端程序设计

5.2.1判断叶轮旋转圈数函数

5.2.2秒处理事件

5.2.3自适应采样事件

5.2.4曲线修正事件

5.2.5液晶显示事件

5.2.6干簧管吸合事件

5.2.7数据上传与参数更改事件

5.2.8空中升级程序

5.3上位机软件程序设计

5.3.1功能框架

5.3.2主界面程序设计

5.4 本章小结

第六章 实验结果与误差分析

6.1低功耗智能水表测试环境

6.2自适应采样策略性能分析

6.3系统计量准确度测试

6.4上位机功能测试

6.5误差分析

6.6本章小结

第七章 总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢

附录

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