基于STM32阶梯价智能水表计量系统的研究与实现

摘要

为有效控制水资源被挥霍使用，阶梯水价的概念应运而生。但是目前市场上大部分水表仍然是采用单一价的方式来进行计费，少量水表采用了阶梯价计费方式，以体积模式的方式来显示表内运行的数据。目前市场上的以体积模式运行的水表具有数据显示结构不清晰、不直观，逻辑数据保存不充足、不完整等不足。致使用户与水务公司产生不必要的经济纠纷。
　　本文针对此种情况开发出了一款在金额模式下运行的阶梯价智能水表计量系统，本次设计的主要工作是在水表已有的计量、开关阀、异常报警等基本功能的基础上增添了阶梯式跳转扣费功能和大量节点数保存及采集显示功能。为了显示水表系统的完整性，论文中也对水表目前已经具有的基本功能进行阐述。本文的主要工作和成果如下：
　　1）完成了系统的总体设计。包括系统硬件和软件，系统硬件的设计以STM32F107VC作为主控芯片，外围功能模块包括计量电路、RTC温度补偿电路及液晶屏等。在系统软件部分，完成了对RTC温度补偿模块、新型液晶屏模块以及系统运行时的基本模块如阀门驱动、电源电压检测等模块的驱动程序的设计。
　　2）重点介绍了智能水表计量系统中阶梯价的软件实现。设计了一种运行在金额模式下的阶梯逐级跳转的阶梯价计量方式。对水表的价格部分采取三级阶梯逐级递增的模式进行计量，并且在阶梯跳转和周期变更时系统会对多种类型的运行数据进行保存，以方便后续的采集和查找。
　　3）论文对整个水表计量系统进行了测试，测试表明该系统在软件、硬件的协调工作下，可以满足水表的计量需求，并能实现阶梯价计费的功能。

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第1章 引 言

1.1 课题的研究背景

1.2 阶梯价智能水表的发展及现状

1.3 本文的主要工作和结构安排

第2章 系统的总体设计方案

2.l 阶梯价智能水表的基本设计思想

2.2 阶梯价智能水表系统总体框图

2.3 阶梯价智能水表的工作原理及功能

第3章 阶梯价智能水表的硬件设计

3.1 硬件选型的原则

3.2 主控芯片STM32F

3.3 硬件模块设计

3.4 硬件测试

3.5 本章小节

第4章 阶梯价智能水表的软件设计

4.1 SLE4442卡中数据分布

4.2 系统主程序的设计

4.3 系统各子程序的设计

第5章 阶梯价智能水表计费部分的设计

5.1 阶梯价价格体系的装载

5.2 根据用水量进行扣费处理

5.3 阶梯价价格阶梯的变更

5.4 关键节点数据的记录与保存

5.5 辅助工具对关键节点数据的读取或显示

第6章 阶梯价智能水表的测试

6.1 系统测试的内容

第7章 结束语

7.1 主要工作

7.2 本设计的特色

参考文献

致谢