智能小区能源计量无线控制管理系统研究

摘要

随着社会的发展和人民生活水平的不断提高，传统的小区计量方式越来越不符合现代的生活方式。住宅小区的智能化水平已经越来越高，但是传统的能源计量方式却没从本质上发生改变。在很多情况下，用户都要等待抄表人员入户查表或者在预付费计量表关闭时候去物业部进行充值使用。这些都是住宅小区智能化急迫需要解决的问题。目前已有相对比较好的智能计量系统，但是由于稳定性、可靠性、兼容性和成本的问题并不能大规模的推广使用。因此，设计适合中国住宅情况的计量系统尤为必要。
　　 本论文将ISM频段无线通信技术和GSM网络相结合应用于计量系统中，使整个系统兼顾成本和稳定性。ISM频段是一个开放得无线通信频段，主要应用于工业、科学研究和医疗应用。在本课题中主要使用ISM频段中的433MHz频段，主要是因为此频段相对其他频段有较好的穿透性，比较适用于住宅小区环境，并且使用次此频段的模块在价格上也比较有优势，容易控制成本。GSM网络是目前比较成熟、稳定和可靠的无线网络。但是其无线模块的价格相对较高，不利于控制成本，而ISM频段无线通信技术和GSM网络可以有效地弥补相互的不足，从而准确地完成抄表任务，这正是此课题的创新之处。同时本系统还设计了数据管理软件，便于管理和存储采集到的计量数据。同时也对采集到的数据进行一定的处理，以方便管理者使用。
　　 本文研究内容主要由以下几个方面。
　　 第一，根据两种无线网络技术的融合从而实现计量数据的采集、处理和管理，这样可以实现计量系统的自动化和智能化。
　　 第二，计量无线节点、数据采集装置设计和数据管理系统研究。前端节点主要由控制单元，CC1100无线发射模块组成。数据采集装置主要由控制单元、CC1100无线接收模块和GSM模块组成。数据管理系统主要是由GSM模块和PC机上的计量数据管理软件组成。
　　 第三，对各个无线模块的通信协议进行研究。对各种无线协议的功能和工作原理进行研究有利于数据的传输以及无线管理软件的设计，同时也有利于无线传输的稳定和可靠，并且确保数据传输的准确性。
　　 总之，根据理论分析和测试研究表明，本文所设计的无线计量系统能够实现各种计量表的数据采集，能够实现计量系统的自动化和智能化，满足智能小区抄表的需求，具有设计新颖、稳定可靠、成本低廉等优点。再进一步完善后，可以满足我国各个小区管理的智能化的需求，具有很大的市场前景。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 国内外研究动态

1.2.1 计量研究发展概况

1.2.2 计量数据采集方式

1.3 433MHz频段无线网络与GSM网络技术

1.3.1 433MHz频段无线网络

1.3.2 GSM网络技术

1.3.3 433MHz频段无线网络和GSM网络技术融合

1.4 课题研究的内容

1.5 本章小结

第二章 无线计量系统的总体设计

2.1 无线计量系统的基本组成

2.2 无线计量系统设计

2.2.1 无线计量表设计

2.2.2 数据采集器设计

2.2.3 数据管理系统设计

2.2.4 系统网络结构设计

2.3 本章小结

第三章 无线计量系统的硬件设计

3.1 433MHz频段无线通信方案的选择

3.2 计量表的无线模块设计

3.2.1 CC1100无线芯片

3.2.2 控制芯片

3.2.3 控制芯片与CC1100芯片连接设计

3.3 数据采集器的硬件设计

3.3.1 SIM300无线模块设计

3.3.2 单片机与两个无线模块的连接设计

3.4 数据管理系统的硬件设计

3.5 本章小结

第四章 无线计量系统的软件设计

4.1 无线计量表的通信程序设计

4.1.1 CC1100通信协议

4.1.2 CC1100通信程序设计

4.2 数据采集器的通信程序设计

4.2.1 GSM模块通信协议

4.2.2 GSM模块通信程序设计

4.3 数据管理系统的通信程序设计

4.3.1 操作界面设计

4.3.2 数据管理软件的通信程序设计

4.3.3 与Access数据库连接程序设计

4.3.4 Access数据库设计

4.4 本章小结

第五章 网络测试

5.1 GSM通信调试

5.2 C1100模块通信调试

5.3 本章小结

第六章 结论和展望

6.1 结论

6.2 下一步工作展望

参考文献

致谢

附录