本文關(guān)鍵詞：基于LORA通信的無線水表抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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【摘要】：傳統(tǒng)的人工抄表需要工作人員挨家挨戶的收集表數(shù)據(jù),會導(dǎo)致巨大的工作量,且數(shù)據(jù)的實(shí)效性快,不能及時的反應(yīng)用戶是否欠費(fèi);有線的抄表方式雖沒有人工抄表的問題,但需鋪設(shè)通信電纜,對已經(jīng)建設(shè)好的小區(qū),電纜無法隱蔽,暴漏的電纜容易遭到人為破壞,并且長距離的通信線在復(fù)雜的電磁環(huán)境中無法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。為解決以上問題本文設(shè)計(jì)了基于LoRa通信的無線水表抄表系統(tǒng),其具有較高的精確性,廣泛的適應(yīng)性和實(shí)用性。本文設(shè)計(jì)的無線水表抄表系統(tǒng)根據(jù)各個設(shè)備實(shí)現(xiàn)的不同功能,主要可分為水表、中繼器和集中器三部分,水表的主要功能是正轉(zhuǎn)流量統(tǒng)計(jì)、倒轉(zhuǎn)流量統(tǒng)計(jì)、磁干擾檢測、應(yīng)急關(guān)閥和無線傳輸數(shù)據(jù);中繼器的主要功能是對較遠(yuǎn)的水表進(jìn)行信號的中繼收發(fā);集中器的主要功能是接收工作站指令,對水表進(jìn)行管理、數(shù)據(jù)的采集和上傳。設(shè)計(jì)中采用SX1278芯片的LoRa通信技術(shù),能夠解決在現(xiàn)代的大樓中,普通無線通信技術(shù)的信號無法穿透樓層抄到位于高樓中水表的問題,并且SX1278具有低功耗模式和休眠喚醒技術(shù),結(jié)合硬件與軟件的設(shè)計(jì),使得由電池供電的水表和中繼器能夠保持超低功耗,解決了無線抄表中待機(jī)時間短的問題。設(shè)計(jì)中的通信協(xié)議是在有線抄表協(xié)議的基礎(chǔ)上結(jié)合無線抄表的功能需求加以改進(jìn)而來。水表、中繼器和集中器之間采用LoRa通信,主要用于集中器抄讀水表中數(shù)據(jù)。集中器在接收工作站指令和上傳數(shù)據(jù)時,采用的是GPRS通信。工作站需要抄表時,通過GPRS發(fā)送抄表指令,集中器收到指令后通過Lo Ra通信發(fā)送抄表指令到水表,水表收到指令后返回?cái)?shù)據(jù)到集中器,集中器再將收到的數(shù)據(jù)返回到工作站,從而實(shí)現(xiàn)無線抄表的流程。本文設(shè)計(jì)的無線水表抄表系統(tǒng)在三川股份有限公司進(jìn)行了性能測試,運(yùn)行良好,達(dá)到了預(yù)期的要求。這種無線抄表技術(shù)對后續(xù)的相關(guān)研發(fā)具有一定的借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】：無線抄表 水表 SX1278通信芯片 LORA通信 GPRS
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU821.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題研究背景及來源8
• 1.2 自動抄表國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 國內(nèi)外普遍采用的自動抄表方式9-10
• 1.4 幾種無線抄表通信技術(shù)的比較10-12
• 1.5 本文的主要工作12-14
• 2 無線抄表技術(shù)基礎(chǔ)14-20
• 2.1 LoRa通信技術(shù)14-18
• 2.1.1 LoRa概述14
• 2.1.2 LoRaWAN低功率廣域網(wǎng)14
• 2.1.3 LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)14-15
• 2.1.4 LoRa數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)15-16
• 2.1.5 喚醒方式16
• 2.1.6 空中傳輸時間的計(jì)算16-17
• 2.1.7 LoRa跳頻17-18
• 2.2 GPRS技術(shù)18
• 2.3 本章小結(jié)18-20
• 3 總體設(shè)計(jì)方案20-24
• 3.1 無線水表抄表系統(tǒng)組成20
• 3.2 無線頻段的選擇20-21
• 3.3 水表硬件與功能21-22
• 3.4 中繼器的硬件與功能22
• 3.5 集中器的硬件與功能22-23
• 3.6 小章總結(jié)23-24
• 4 無線抄表系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)24-46
• 4.1 智能水表及其電路設(shè)計(jì)24-32
• 4.1.1 STM8L151G性能與結(jié)構(gòu)24-25
• 4.1.2 SX1278性能25-26
• 4.1.3 流量傳感器26-28
• 4.1.4 水表電路的總體規(guī)劃28-30
• 4.1.5 模擬開關(guān)電路30
• 4.1.6 接收電路設(shè)計(jì)30
• 4.1.7 發(fā)射電路設(shè)計(jì)30-31
• 4.1.8 數(shù)據(jù)接口31-32
• 4.2 中繼器的電路設(shè)計(jì)32-35
• 4.2.1 MSP430F149性能與結(jié)構(gòu)32-33
• 4.2.2 中繼器電路33-35
• 4.3 集中器電路設(shè)計(jì)35-44
• 4.3.1 STM32F103性能與結(jié)構(gòu)36-37
• 4.3.2 電源電路37-38
• 4.3.3 RS232電路38-39
• 4.3.4 JTAG接口39-40
• 4.3.5 LCD與外部存儲器電路40-42
• 4.3.6 GPRS電路設(shè)計(jì)42-44
• 4.4 本章小結(jié)44-46
• 5 無線抄表軟件設(shè)計(jì)46-60
• 5.1 無線抄表數(shù)據(jù)通信協(xié)議46-48
• 5.1.1 通信過程46
• 5.1.2 喚醒碼數(shù)據(jù)幀格式46
• 5.1.3 讀水表數(shù)據(jù)指令46-47
• 5.1.4 寫水表指令47-48
• 5.1.5 帶中繼通信時數(shù)據(jù)幀格式48
• 5.2 SX1278軟件設(shè)計(jì)48-50
• 5.2.1 SX1278初始化48-49
• 5.2.2 SX1278數(shù)據(jù)發(fā)射與接收49-50
• 5.3 水表的軟件設(shè)計(jì)50-54
• 5.3.1 上電初始化51-52
• 5.3.2 流量傳感器定時中斷檢測52-53
• 5.3.3 數(shù)據(jù)接收流程53-54
• 5.4 中繼的軟件設(shè)計(jì)54-57
• 5.5 集中器軟件設(shè)計(jì)57-59
• 5.6 本章小結(jié)59-60
• 6 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 無線抄表總結(jié)60
• 6.2 展望60-62
• 致謝62-64
• 參考文獻(xiàn)64-65

【相似文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王瑞;基于LORA通信的無線水表抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];東華理工大學(xué);2016年

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本文編號：865854