| 毕业设计 家用水表的数字化改造 共25页，10925字 共54页，16295字 家用水表的数字化改造——硬件件设计 1绪论 水是生命之源，远古之始人类逐水草而居。现代文明使人们可以享用清澈的自来水，甚至直接饮用的纯净水，随之水的正确计量成为必要。1825年以来，发明和制造了成千上万种水表，现代化制造工艺、材料及电子技术促进了水表技术的进一步发展。 水表是记录流经封闭满管道中水流量的一种仪表，它是一种积算式速度流量计。原理上是利用活动壁的容积室的机械作用或水流推动涡轮等活动元件，使之旋转以连续确定水流量。水表具有结构简单、量程宽、使用方便、成本低廉等特点，我国在有关文件中规定：生活用水要求每家每户装一个水表进行水的计量，并把水表定为强检计量器具之一，受国家技术监督部门的监督管理[1]。 城市供水事业是城市基础设施的重要组成部分，也是现代化城市建设中必不可少的前导产业。在我国政府和建设部主管部门的关注和支持下，城市自来水事业得到迅猛的发展。自来水事业虽然在迅速发展。 1.1 智能水表的发展 随着社会的不断发展，科学技术不断进步，传统的机械水表由于只能先计量用水量后再收费，既增加了收费的难度，又浪费了人力、物力，目前已逐渐被各种智能水表所代替。 现在市场上智能化的水表可谓琳琅满目、五花八门，但是主要可分为水表远传显示系统、智能水表远传抄读系统、IC智能水表管理系统、智能安防抄表系统[2]。 1 水表远传显示系统与智能水表远传抄读系统 水表远传显示系统是在水表上加装两套电子显示读数系统，一套在水表上让用户查看另一套是在安放在门口或大楼底层，让抄表员在室外抄读数据。而智能水表远传抄表系统则在水表远传显示系统中加入一套与手掌抄表器连用集中传输装置，抄表员抄表时，只需将抄表器与传输系统与传输器连接，成百户水表的资料就会在短时间内全部输入抄表器。最后通过中心管理计算机再重新将抄表的资料全部取出，以便计算和存档。 2 IC智能水表管理系统 其工作原理是首先通过管理机将用户及水表的有关资料录在一张IC卡上，由水表的数据存储单元读取IC卡上的资料，如正确无误后，电动阀门就打开供水，而水费的计收，则通过信号采集单元将水的行度收集了来，通过微电脑自动计算用水电、水费和购水量余额，在显示单元上显示出来，当用户的购水量余额少于微电脑设置 家用水表的数字化改造——软件设计 1 绪论 1.1 设计背景 随着技术的发展、生活条件的不断改善，住宅的智能化要求日益提高，一户一表的推行，多费率水价的实施以及用水管理部门出于对数据统计及收费管理的需要，都要求对传统的机械式水表及上门人工抄表方式进行变革，实现水表的数字化和自动抄表。水表的数字化工作和自动抄表系统已经过实施和使用，家用水表数字化的方法也很多，如：采用敏感压电晶片。将压电晶片安装于水表的某一级齿轮的转轴上,在水表积算机构的底座处装上一个固定档块,当该级齿轮每旋转一周,档块压迫压电晶片一次,从而输出一弱电信号,经过滤波、放大后输出到单片机,达到计数的目的。由于压电晶片灵敏度较高,较小的干扰就可能造成系统误读数。这种方式也需为压电晶片提供固定电源,且压电晶片放置在水中其电器特性受到很大影响,故这种方案也不适合于该系统所处的特定环境。所以由于种种原因，绝大多数自动抄表系统都未能正常运行，最后只好恢复原来的机械式水表和人工抄表，造成了很大的人力和财力浪费。造成失败的原因，主要是现有的机械水表的数字化方法存在致命的缺陷。 随着微处理器的广泛应用,促进了仪器仪表技术的快速发展和更新换代,使仪表的结构和功能发生了变革。自来水事业虽然在迅速发展，但是在自来水的仪表计量方面却相对落后，近百年来一直采用原始的机械指针水表，在抄表工作中也存在许多难以预测的困难。随着现代化发展趋势，自来水的计量仪器的确应该进行一次大革新，改变百年来原始的抄收方式，所以水表的数字化势在必行，有着不可估量的发展潜力。 1.2 设计目的 1）克服传统家用水表的读数不方便，抄表困难的缺点，实现家用水表的数字化和抄表的自动化； 2）加强对所学理论知识的理解与掌握，特别是单片机的开发与应用能力的提高； 3）进一步掌握Keil、Protel99、EWB等各种软件的使用； 4）提高独立完成设计任务的能力以及论文编写能力。 1.3 设计意义 本文也将提出了一种机械水表的数字化改造方法,意义主要在于改变传统的家用水表的指针式指示，读数很不方便，且必须由抄表工必须到家抄表，给抄表工作带来较大的麻烦。更加不好的是传统家用水表不仅难以适应相关水价政策的要求，也无法实现供水企业传统管理模式向现代化管理模式的跨越。 2 总体设计 2.1 设计要求 本设计作为数字化数传水表前端部分。主要完成传统家用水表的流速、流量的采集、数字直接显示和PC的通讯。我的主要工作是和同组同学讨论系统的总体方案、完成软件的设计、协同硬件设计人员完成系统软件的总体设计并参与系统的硬件调试工作。 本设计主要采用模块化设计，模块化设计有很多优点，设计产品模块化是解决目前产品设计的标准化、通用化与定制化、柔性化之间的矛盾的可行方案。我们可以利用模块化设计产品的批量化、标准化、通用化来缩短设计周期，降低设计成本。模块的功能是整个设计功能的组成部分，且这个功能是自我包含，自我实现的。各个模块功能和设计整体的功能是一一对应的。其中某一个模块功能的改变不会影响其他模块功能的改变，可以不断地升级整体功能。从而本设计也采用模块化设计。 2.2 软件设计的特点和要点 2.2.1 软件设计特点 软件是根据功能要求设计的，应能够可靠地实现系统的各种功能。一个软件应具备以下的特点： 1.软件结构清晰，简洁，流程合理； 2.各功能程序实现模块化，子程序化； 3.各个功能程序运行状态，运行结果及运行要求都设置标志以便查询，程序的转移，运行，控制都可以通过状态标志条件来控制。 4.实现全面软件抗干扰设计，是应用系统提高可靠性的有力措施，同时提高对恶劣环境的应变能力，满足各种环境下的苛刻要求，扩大应用范围。 2.2.2 软件设计要点 1．流程图的设计 流程图就是程序的运行过程。流程图的设计能使程序的编写有条理性，并且更加简便。要绘制流程图就要准确把握该程序的运行过程，同时也要紧密联系硬件。 2．主程序设计 主程序功能主要是实现初始化和子程序调用，是软件设计的重要部分。设计的好坏能直接决定软件能否按要求进行。 3．子程序的设计 子程序的设计是最主要的环节，其中包括：计数程序，定时程序数据处 ...... |
查看评论
已有0位网友发表了看法