智能抄表硬件设计方案
城市智慧抄表系统设计方案 (2)
城市智慧抄表系统设计方案城市智慧抄表系统是一种利用物联网和云计算技术，对城市水、电、燃气等公共设施进行智能抄表和管理的系统。
该系统通过传感器和智能设备实时监测公共设施的消耗情况，将数据上传到云平台进行处理和分析，实现智能抄表、实时监测、数据管理和服务优化等功能，提高城市公共设施的管理效率和服务质量。
一、系统架构设计城市智慧抄表系统由四个主要组成部分构成：数据采集端、数据传输端、云平台和用户端。
其中数据采集端负责采集公共设施的用量数据，包括水表、电表、燃气表等；数据传输端将采集到的数据传输到云平台；云平台负责数据的处理、存储和管理；用户端提供数据查询、账单管理和服务申请等功能。
二、数据采集端设计数据采集端主要包括传感器、智能仪表和通信模块。
传感器负责实时监测公共设施的用量情况，并将数据发送给智能仪表进行处理和存储。
通信模块负责将采集到的数据传输到云平台。
为了提高数据采集的准确性和稳定性，可以采用多种传感技术，如超声波传感技术、红外线传感技术等。
三、数据传输端设计数据传输端主要包括网络通信设备和数据传输协议。
网络通信设备可以采用有线或无线的方式，将采集到的数据传输给云平台。
数据传输协议可以使用TCP/IP协议或MQTT协议等。
为了确保数据的安全性和稳定性，可以采用加密和压缩技术进行数据传输。
四、云平台设计云平台是整个系统的核心部分，主要包括数据处理模块、数据存储模块和管理模块。
数据处理模块负责对采集到的数据进行处理和分析，生成相应的报表和统计结果。
数据存储模块负责存储采集到的数据，并提供数据的查询和导出功能。
管理模块负责对数据进行管理和维护，包括数据的备份、恢复和权限管理等。
五、用户端设计用户端主要包括手机App和网页端。
用户可以通过手机App或网页端查询自己的用量数据、账单信息和历史记录等。
同时，用户还可以通过用户端申请服务、提出问题和反馈建议等。
六、系统优点1. 提高抄表效率：传感器实时监测公共设施的用量情况，无需人工抄表，大大提高抄表效率。
无线电表 水表 电能表远程集中抄表系统解决方案
Ø 系统自动记录各种运行日志，以备查询： Ø 数据采集日志（采集时间、采集内容、操作结果）。 Ø 数据统计日志（统计时间、统计内容、操作结果）。 Ø 数据修改日志（记录修改人员、操作机器、修改内容）。 Ø 系统操作日志（记录操作人员、操作机器、操作内容、操作结果）。 Ø 系统登录日志（登录人员、登录机器、退出登录时间）。
电压：AC176～253 V 频率：50Hz
工作温度 工作环境
相对湿度
-40℃～+70℃ 10%～95%
功率消耗 --------
≤15W
时钟
时钟精度 时钟电池
＜±1s/d CR2032
工频耐压 绝缘性能
冲击耐压
2.5KV 6KV
静电放电
8KV
电磁兼容
信号回路：2KV
快速瞬变脉冲群
电源回路：4KV
1
业务报表
系统在商用电子表格的基础上，增加相应定义数据功能，支持用户需要的各类表报，并把生 成的报表自动打印和发布。提供历史数据日、月、年或任意时间段报表。
远程操作
系统可对远方终端执行相应的远程操作命令，包括远程参数设置，远程控制、远程数据抄收、 远程终端复位、远程终端软件升级等。
三、系统分析
3.1、系统功能
本地传输接 4 路 RS485 或 4 路 M-Bus 抄表接口+1 路微功率无线，RS485 接口及 M-Bus 接口支Βιβλιοθήκη 口持插拔方式2
存储容量 ≥16MB 可靠性 MTBF≥7.6×104h
集中器安装时可以放置在下图所示的 200*400*500mm 的基业箱中。
2.3、1 主干网通信设计方案
小区集中抄表系统总体设计采用树型拓扑网络结构，以 24 号楼为中心，通过以太网总线分 别向各个楼群延伸，沿小区内预留的管道（埋地管道、架空桥架），直达在每栋楼宇的地下 室（电表房）中的数据集中器，集中器连接每层楼的采集器。通过采集器把所有居民家的电 表、水表、燃气表连接起来。通信主干网如下图所示，其中红色线部分为各楼宇和数据中心 的通信主干网。通信主干网可采用以太网线连接，也可以使用光纤传输。所有总线都汇聚到 24 号楼。主干通信线缆采用主备方式，预留一路备用通信线路。在 24 号楼汇聚处需预留 8 根网线的管道接入室内。
智能抄表系统的低功耗设计
下行 通信
ｉ
上行 通信
和供 电局等机构 的营业收费系统相连，可以实现抄表 管理、 收 费一 体 化 【 。
将计算机技术 、 网络 技术 和 微 电子 技 术 的最 新 研 究 成 果 应 用 于 抄 表 系 统 ， 需 要 人 员 到达 现 场 就 能 完 成 数 据 自动 采 不 集 、 时 发送 和 实 时监 控 ， 样 可 以节 省抄 表 的 时 间 、 力 、 定 这 人 物 力 ， 提 高 工 作 效 率 】 。另 外 ， 自动 抄 表 系 统 可 以获 得 实
出一 对 正 负双 向脉 冲 电信 号 。 计 数 方 面 ，如 果 采用 光 电 式 在 传 感 器 和 霍 尔 开 关 式 传 感 器 ，当 电能 表 的 计数 齿 轮 反转 时 ，
信 号 ，并 与 上 行通 信 的接 口 电路 连 接 ，同 时 需设 计 上 行 通 信 与 主控 计算 机 的接 口 电路 。 ２ 约 ０至 ４ 采 集 器 需配 置 一 个 ０个
对 光 电传 感 器 、 尔 传 感 器 、零 功 耗 磁 敏传 感器 等几 种 霍 传 感 器 进 行 比较 可 以看 出， 功 耗 磁 敏 传 感 器 无 功耗 且抗 干 零
Ｍｃ ｃ ｐｔ ｐｃ ｉ ｓ ｏ ２ Ｎ ．２１ ｉｏ ｍ ｕ ｒ ｐｌａｏ １ ８ ｏ，０ ｒ ｏ ｅＡ ｉｔｎＶ ． ， ３ ２
文 章 编 号 ： １０ —５ Ｘ（０ ２３０４ ３ ０ ７７ ７ ２ １ ）—０９０
开 应用 发
微型 壁垒
！竺篁 堂
智 能抄 表 系统 的低 功 耗 设 计
因有 ３ １ ：（ ）各种机械表在应用 中已相 当成熟 ， 密、可靠 ； 精
（ ）能 够 在 不 影 响 基 本 性 能 的情 况 下 加装 远传 电路 ； （ ） ２ ３ 加 装 远 传 电路 后 ， 备 了机 械 与 远 传 两 套 显 示 ，且 具 备一 致 具
基于单片机的远程智能电表抄表系统设计
基于单片机的远程智能电表抄表系统设计远程抄表技术是一个集电能表数据采集、传输、存储、共享等功能于一体,以达到为客户、电力企业的电费、计量等数据应用部门服务的自动化系统。
本文以当前电能计量与抄表系统的发展背景为依据,提出了基于单片机的远程智能抄表系统。
自动抄表改变了以往人工抄表的服务方式,实行无人查表,由物业管理公司或供给公司在控制中心集中抄收,避免了因人工抄表所造成的错抄、漏抄、估抄、抄表时间跨度大、工作效率低、存在安全隐患等弊端。
既节省了人力物力,也提高了安全性。
本文主要设计完成了以AT89C52单片机为控制核心,具有电量测量和数据通信功能的智能型电能表,为了实现智能电能表的各种功能,在硬件设计中采用了多种芯片,并提出了多种基于单片机的自动抄表系统网络结构。
硬件设计主要设计模块如下：(1)智能电能表计量模块中的单相电量计量芯片ADE7755和三相电量计量芯片ATT7026与单片机的接口电路。
(2)数据采集器、数据集中器接口电路设计。
在软件设计部分主要实现了智能电能表的主程序和部分重要功能程序流程设计。
在最后对系统的干扰进行了分析,并在硬件和软件上提出了抗干扰措施,着重分析了智能电能表误差产生的来源和误差调整的方法。
智能五表远程抄表系统的设计
器 的 数 据 并 存 储 ． 等 待 Ｐ 机 的 抄 写 或 查 询 Ｐ Ｃ Ｃ机
计算 每个 用户 每个 表的 耗用 量和 各项 费用并 保存 ，
且 对 数 据 进 行 分 析 ， 打 印 各 种 数 据 报 表 及 用 户 收 费 通知 单等 ，还 可实现实 时 监控 。
维普资讯
应 用 天 地
图 ２ 采集器 电路
开触 头 与温控 开关 串联 ， 用户 无法开 启空 调 。
将差 分信 号还原成 ＴＴ Ｌ电平信 号 。两条传输线 采用 双绞 线 ． 又 是差 分传 输 ． 因此 抗 共模 干扰 能 力极
强 接 收 灵敏 度 也 相 当 高 本 系 统 中 ， 要 求 的 传 输
组 成 ， 结 构 框 图 如 图 １ 示 采 集 器 采集 用 户 热 水 、 所 冷 水 、 电 、煤 气 、空 调 等 脉 冲 或 时 间 数据 信 息 ． 通
过 ＲＳ ４８ ． ５总 线 传送 给 集 中器 。 集 中器 定 时 收 集 采集
器 进 行 计 费 对 风 机 盘 管 电 信 号 进 行 采 样 ． 综 台 计 量 风 量 的 运 行 时 间 ． 根 据 盘 管 功 率 大 小 换 算 成 冷 量 风 机 风 速 分 为 三 档 ：低 速 、 中 遮 、 高 速 。 风
嚣磊
图 １ 系统结构框 图
用不Ｉ 单片机只统计不 同 各 表 的 脉 冲 数 及 空 调 不 同 风 速 下 开 启 的 时 问 都 存 储 在
系 统 具 有 如 Ｆ特 点 ： ◇ 五 表 计 费 系统 软件 运 行 在 Ｗ ｉｄ ｗｓ 台上 。 ｎｏ 平 ◇ 准 确 采 集 五 表 数 据 ， 具 有 定 时 抄 表 和 实 时 读 表功 能 ，能 对总 线和 采 集器 进行状 态 检测 。
自动抄表系统(柏诚)
煤气、水表自动计费系统为了满足业主及用户的需求，本设计方案采用了BSH2000楼宇综合管理系统。
它是近年来随着智能大厦的发展，经过对国外同类产品的研究、借鉴、吸收，结合国内的实际情况，从而开发的一套新型的、全智能化的、目前来说处于国内领先的、集中央空调、水、电、煤气为一体自动计费计费系统——BSH2000综合楼宇管理系统。
一、系统特点1、配置合理，使用便捷系统应用软件基于WIN95/98 操作平台，界面美观，能完成辖区内网络数据的生成、加载、更新和储存。
管理者可随时查询日报、月报、历史资料以及用户动态数据并可输出打印。
2、模块化，结构灵活➢系统的软、硬件均采用模块化结构设计，可灵活组合，且可以通过接口与其它系统连接。
➢BSH2000系统可作为智能小区管理的主系统，也可部分功能接入其它管理系统。
3、多功能，综合性强➢系统具有自动控制功能，可及时切断用户水、电、煤气、冷气、暖气源➢系统高、中、低三层均具有数据掉电保护功能，SSU不受系统掉电、FMU故障或中心电脑故障的影响，当出现故障时，SSU记录的数据不丢失。
➢SSU具有监测功能，对于连接一次仪表线路进行实时监测并报警，以防破坏或作弊。
➢系统具有防雷击保护措施，系统的安全性高。
4、产品专业性强，系统配套齐全为了保证计费系统的精确度、可靠性，在前端产品的配置上，我公司采用了目前处国内领先的流量计（水表），该产品具有以下几方面的优点:➢保持传统旋翼式水表的特点，且性能更好，工艺性、可靠性更优良；➢结构紧凑，体积小，外观更富现代风格；➢符合国家有关的技术标准、水质标准和环保要求。
而在三表计费方面，通过对国内水表、煤气表的生产厂家的对比筛选，选择了质量可靠、性能价格比较高的名厂产品，以保证整体性能的可靠性。
以上所作的一切，不但体现了光信人对产品质量的执着追求，同时也是为了保证系统的完美，计量的安全准确、价格符合国内市场的需求，从而使得用户得到最优越的享受。
智能远程抄表系统设计
智能远程抄表系统设计作者：王德义来源：《电子世界》2013年第13期【摘要】本文旨在提供一种利用低压电力供电网络、低成本、高可靠地实现公共事业收费自动化和小区物业管理智能化的技术应用。
【关键词】集中抄表；集中器；远程抄表智能远程抄表系统基本解决了人工抄表和一般自动抄表系统的难题，不但能够实现水、电、气表的远程查抄、计量和收费等功能，还具有通断控制功能（控制中心需取得通断控制的合法权限），同时在系统中增加了各种防护措施，包括防断线、防强磁干扰、防开启等，能够自动检测断线、强磁干扰、非法检修等状态，并由管理中心计算机显示。
此外智能采集器预留多个数字采集端口，可采集住户的若干报警信息并通过软件处理报警信息，为其他系统的集成进入（如安全防护系统）留有接口。
一、抄表系统的构成系统构成框图如图1所示。
采用用户载波表加载波采集终端，即可进行电力线载波通信功能的操作，完成电能计量、电压和功率测量等；集中器挂接在同一台配变器下的电力线上，根据设置的要求定时或随时通过电力线抄收台变下所有载波表的测量数据并保存；主站计算机可通过电话网或其他通信媒介对集中器发布设置、广播命令或抄表命令，对集中器进行综合数据的抄收，对集中器下的任一台载波电表进行召抄或通断电控制，从而实现远程抄表和监控功能。
二、分块功能1.数据集中器数据集中器在抄表系统中起着很重要的作用，工作原理如图2所示。
集中器根据已设置好的不同的抄表方案对各载波电表实现双向数据传送，具有内部硬时钟可与系统进行广播校时，并实施定时抄表命令，存储抄表数据，可通过各种网络媒介与主站完成数据交换。
集中器的作用是将配变台区载波电能表连成本地网络，能自动抄录数据采集终端及载波单表的数据，集中并存储。
通过抄表器或电话线将数据传输给电力局的计算机中心。
从图2可看出，数据集中器是由CPU，RAM、直流电源、指示电路及接口组成，是一个能通过载波接口及RS232接口与外界通信的单片机系统。
电表通信抄表集中器硬件设计方案
电力载波通信抄表集中器硬件设计摘要随着我国电力事业的迅速发展，传统的用电抄收管理方式己经不能满足市场需求。
本文在大量收集查阅国内外有关远程抄表系统资料、深入用户及用电管理部门广泛调研的基础上，提出了一种采用低压电力线载波通信技术的远程自动抄表系统。
该系统具有三层网络结构，即上位机管理系统、集中器和载波电表。
重点分析研究了集中器及其与各组成部分的通信。
由于我国低压电力线上存在的高削减、高噪声、高变形，必须采用特殊的通信技术。
本文首先分析了高频信号在电力线中的传输特性；重点讨论了扩频通信技术在电力线载波通信中的应用；深入研究了以扩频调制解调技术通信技术为基础的、高性能的电力线载波专用MODEM芯片SSC P300的内部工作原理。
在此基础上，采用SSC P300实现了远程抄表系统中集中器与终端载波电表之间可靠的数据传输。
集中器是连接上位机与终端载波电表之间的枢纽，起着上传下达的作用。
根据中华人民共和国电力行业标准规定的集中器的主要功能及性能指标要求，本文重点研究设计了集中器的硬件系统。
其中硬件系统主要包括主控制器、外部扩展数据存储器、时钟模块、看门狗模块、上位机通信接口电路以及电力线载波通信电路及其外围电路等。
关键词：电力线载波，扩频通信技术，集中器，抄表系统Hardware Design ofPower Line CommunicationMeter Reading ConcentratorABSTRACTWith the rapid development of power undertaking of our country, the traditional ways of meter reading can not satisfy the demand of market any more. Based on the vast collecting and consulting of the concerned information of the remote meter reading system of the home and abroad and going deep into the consumers and power consumption administrative departments to investigate and research widely, a remote meter reading system adopting carrier communication technology of the low-voltage power linecommunication (PLC> had been proposed in this paper. It had networkstructure ofthreelayers，i.e.the computer administrativesystem，concentratorand carrier meter. And the functions and characteristics of the whole system together with its every component had been analyzed. Becausehighattenuation，highnoiseandhighdistortionexistinthelow-voltage powerlinesofourcountry ,special communication technology must be adopted.First of all, the transmissioncharacteristic whenhigh-frequencysignal was transmittedthrough powerlineswasanalyzed.Secondly, the application of spread spectrum communication technology to carrier communication of the power line was emphatically discussed.Thirdly，theinterior principleofthespecialMODEMIC SSC P300 adopting Spread-spectrum modem communication technology was deeply studied.Basedonthis，SSC P300 wasselected to the reliable data transmission between the concentrator of thelong-distancemeterreadingsystemandtheterminalsignal carrier ammeter. Beingtheheartoftheautomatic meterreadingsystem，the concentrator connected the computer with the terminal carrier meter. The hardware system of the concentrator was emphatically designed according to the main functions and the demands for performance targets of the concentrator stated in the power trade standard of PRC. It was mainly composed of MCU externalexpandedRAM，clockmodule，watchdogmodule，the computer communication interface circuit and the PLC communication circuit together with its peripheral circuits·KEYWORDS：carrier power line, spread spectrum communication technology, concentrator, meter reading system目录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1电力线载波通信的意义及发展状况11.2低压电力线通信的特点11.3国内外研究现状和动态21.4设计电力载波抄表集中器的目的和意义21.5课题的可行性分析31.6本文的主要任务32 电力线载波通信技术42.1电力线载波通信中信号传输特性分析[8]42.2常用的低压电力线载波通信技术[13]52.3扩频通信技术62.3.1扩频通信的工作原理62.3.2扩频通信的特点[4]62.4电力线载波通信的实现72.4.1国外的电力线载波专用Modem芯片73 电力载波抄表系统总体设计93.1自动抄表系统的组成94 电力载波抄表集中器的硬件设计114.1电力线载波远程抄表系统集中器的硬件设计114.1.1集中器的功能及技术指标[8]114.1.2集中器的结构框图114.2集中器主控器的设计124.2.1 主控器的作用[11]124.2.2 主控器的选型[11]124.2.3 单片机W77E58的简单介绍134.3数据存储器的扩展154.3.1数据存储器RAM的选择154.3.2硬件电路设计164.3.3 存储器的掉电保护174.4时钟模块184.4.1设计思想184.4.2 时钟模块的选择[15]184.4.3 时钟模块与单片机的连接[14]194.5电力线载波通信电路设计194.5.1载波通信芯片SSCP300的发送与接收原理204.5.2单片机与SSCP300通信的控制工作过程23 4.6主控器与MODEM通信接口244.6.1 MODEM简介254.6.2 主控器与MODEM通信接口电路264.7电源电路274.8本章小结285 电力线载波抄表系统集中器软件的设计295.1通信协议的制定295.2集中器软件设计295.2.1主程序设计305.2.2 集中器向上位机的数据传输315.2.3单片机与扩频芯片SSCP300的数据传输325.3本章小结346 结论356.1总结356.2结束语35致谢36参考文献37附录381 绪论1.1电力线载波通信的意义及发展状况当今世界，作为输送能源的电力线是一个近乎天然、入户率绝对第一的物理网络。
小区智能化系统设计远程集中抄表系统方案
第八章远程集中抄表系统8.1系统概述在现代生活中，水、电、煤气已成为人们生活的必需；与此同时，而抄表交费也成了人们每一个月必需面对的一件情形。
随着人民生活水平的提高，生活方式的改变，由抄表人员抄表这一传统的方式也受到了挑战。
传统的抄表人员抄表主要存在以下几方面的问题：入户难。
入户抄表既会给居民的生活带来不便，同时又给非法分子随意闯入居民家庭创造了条件；而且，随着城市人口的迅速膨胀，高层建筑的大量出现，挨家挨户地抄表也变得愈来愈烦琐；另外，由于住户家中有无人员的情形不统一，会使每次抄表的数据不够齐全。
查表收费人员工作条件差、效率低、劳动强度大。
查表收费人员管理费用太高。
用户窃和作弊和拒交费现象时有发生，造成费用流失。
以上这些最终体此刻住户收费单上时多时少，无法使住户对收费情形有个清楚的了解，同时也不便于物业管理部门对耗能情形进行统一的管理和预测。
综合以上各种不利，若是在家中安装自动抄表系统，即可解决所有问题。
三表管理系统就是实时地将各住户家中三表（电表、水表、煤气表）的数据，采用脉冲式方式，利用三表接口和抄表平台与系统总线相联，收集到的数据存贮在三表接口的永久存贮器中，当物业管理人员需要抄表时，能够通过管理中心电脑十分方便地抄集每表数据，并可通过打印机打印出来。
管理中心对这些数据进行统一的受理和规范的管理。
系统规模、网络支持、开放性及通信速度等方面有了专门大的提高，超级适合于本项目。
针对这种状况，本次咱们设计的远程自动抄表系统采用了广州柏诚专门开发的一种微型单通道信号收集器，该收集器一端连接各类脉冲仪表，一端接入总线，由于收集器体积很小，接线时能够把收集器靠近仪表连接而且套入金属软管，另一方面，要求把水表脉冲发讯元器件采用带锁存功能的双极性霍尔元件。
通过采用这些手腕来降低外界各类因素对脉冲信号传输的影响，大大提高计量的准确性。
8.2设计依据原则8.2.1 设计依据建筑智能化系统工程设计管理暂行规定(建设部1997-290)；《居住小区智能化系统建设要点与技术导则（修订稿）》；建筑电气设计规范(JCJ/T16-92)；智能建筑设计标准(DBJ-08-47-95)。
智能水表远程抄表(智能水表抄表系统方案)
智能水表远程抄表(智能水表抄表系统方案) 智能水表远程抄表(智能水表抄表系统方案)1.引言1.1.目的1.2.范围1.3.定义2.系统概述2.1.系统结构2.2.功能模块2.2.1.智能水表2.2.2.远程抄表系统2.2.3.数据存储和分析2.2.4.用户端应用程序3.智能水表设计3.1.技术规格3.2.数据采集方式3.3.硬件设计3.4.软件设计4.远程抄表系统设计4.1.数据传输方式 4.2.数据安全性4.3.远程抄表策略 4.4.前端开发4.5.后端开发4.6.数据解析和存储5.数据存储和分析5.1.数据库设计5.2.数据存储策略5.3.数据分析方法6.用户端应用程序设计 6.1.用户界面设计 6.2.用户认证6.3.数据展示和查询6.4.报表7.系统部署和维护7.1.硬件部署7.2.软件部署7.3.系统维护8.风险评估和法律要求8.1.安全风险评估8.2.法律要求附录：附件1：智能水表技术规格附件2：数据库设计文档附件3：用户端应用程序界面设计附件4：系统部署和维护手册法律名词及注释：1.智能水表：指具有数据采集和远程抄表功能的水表。
2.远程抄表系统：指通过无线通信技术实现水表读数的系统。
3.数据存储和分析：指将采集到的水表数据存储至数据库，并进行数据分析的过程。
4.用户端应用程序：指供用户查询水表读数、报表等功能的应用程序。
5.数据库设计：指针对水表数据存储需求进行数据库结构设计的过程。
6.安全风险评估：指对系统的安全性进行评估和分析，识别系统可能存在的安全风险和威胁。
7.法律要求：指该系统在使用和部署过程中需要遵守的相关法律法规和政策要求。
智能抄表设计方案
智能抄表设计方案智能抄表设计方案1.介绍1.1 目的1.2 背景1.3 目标2.系统总体架构2.1 系统组成2.2 主要功能模块2.3 硬件架构2.4 软件架构3.抄表设备设计3.1 设备选型3.2 抄表装置设计3.2.1 传感器选择3.2.2 数据采集与传输3.3 设备安装与维护要求4.数据管理与存储4.1 数据采集与管理平台 4.2 数据处理与分析4.3 数据存储与备份5.用户界面设计5.1 抄表APP设计5.2 数据显示与操作界面5.3 用户权限管理6.系统测试与优化6.1 单元测试6.2 集成与系统测试6.3 性能优化与调试7.安全与隐私保护7.1 数据加密与传输安全7.2 用户信息隐私保护8.项目计划与进度安排8.1 里程碑计划8.2 工作分解结构8.3 进度安排与资源分配9.风险管理9.1 风险识别与评估9.2 风险响应与控制措施10.附件附件1：系统架构图附件2：抄表设备技术规格附件3：用户界面设计稿注释：1.抄表装置：指用于识别并采集用户用水或用电等信息的设备。
2.数据采集与传输：指抄表装置将采集到的数据传输到数据管理与存储系统的过程。
3.数据处理与分析：指对采集到的数据进行处理、统计和分析，并相关报表或图表。
4.数据采集与管理平台：指用于接收、存储和管理抄表数据的软件平台系统。
5.抄表APP：指用户使用的方式应用程序，用于查看抄表数据、管理账户等功能。
本文档涉及附件：附件1：系统架构图附件2：抄表设备技术规格附件3：用户界面设计稿本文所涉及的法律名词及注释：1.数据加密：根据相关法律规定，对抄表数据进行加密处理，以保障数据的安全性。
2.用户信息隐私保护：遵守相关法律法规，对用户个人信息进行保护，确保用户隐私的安全。
3.数据管理与存储：根据相关法律法规对抄表数据的管理和存储进行规范，确保数据的完整性和可追溯性。
智能抄表设计方案
智能抄表设计方案智能抄表是一种基于物联网、云计算、大数据等技术的智能化管理方式。
它通过采用智能传感器和数据采集技术，实现了对能耗数据的实时监测和管理，将传统的手工抄表方式拓展到了网络化时代，方便了管理人员对能源消耗的了解和调节，也方便了居民的能源管理。
一、智能抄表设计方案的意义智能抄表设计方案在能源管理领域中起到了至关重要的作用。
它不仅可以实现能耗信息的实时监控和控制，提高了能源利用率，也有效地解决了传统抄表系统存在的诸多问题，如抄表不准、易出错、管理繁琐等。
此外，智能抄表还可以实现远程监控和远程操控，方便了管理人员的远程调度和控制，同时也方便居民自行查询和管理能源使用情况，更好地节约能源，为节能降耗做出了贡献。
二、智能抄表设计方案的实现智能抄表设计方案通常由以下几个部分组成：1.传感器智能传感器是智能抄表中的核心部件。
其主要功能是采集设备所在环境中的能耗数据，并将其发送至后台服务器。
传感器的选择要根据实际需要确定，也需要考虑到其准确性、稳定性、功耗和通信方式等问题。
2.数据接口智能抄表的数据接口可采用多种方式进行实现。
串口、网络接口、蓝牙或Wi-Fi 等都是常用的方式。
数据接口的选择也与实际需求有关，例如系统的安全性、通信时延、数据量和数据质量等都需要考虑。
3.后台服务器后台服务器是智能抄表的中心控制部件，其主要功能是接收和处理传感器采集数据，并提供相应的服务。
后台服务器包括网络接口、数据存储、数据分析、服务调度等部件，需要支持快速响应和高质量的数据处理。
4.用户界面用户界面是智能抄表的面向用户的部分，通常采用Web界面或移动客户端。
用户界面需要能够与智能传感器进行通信，并能够实时显示实测数据和数据分析结果。
三、智能抄表设计方案的实施智能抄表的实施包括两个阶段：环境检测和系统部署。
1.环境检测环境检测是智能抄表实施的第一步。
其主要目的是评估现场环境对智能抄表的适应性和可靠性。
环境检测需要考虑以下几个因素：（1）设备分布：要确定每个智能传感器的位置和数量，以充分覆盖所有要监测的区域。
远程抄表系统的设计与实现
远程抄表系统的设计与实现一、引言随着科技的不断进步和社会的不断发展，远程抄表系统已经成为现代智能化社会建设的重要组成部分。
传统的抄表方式需要人工到现场进行抄表工作，工作效率低、成本高，并且容易出现数据错误和漏抄现象。
而远程抄表系统通过无线传输技术和智能化设备，可以实现对水表、电表和燃气表等各种仪表的远程监控和抄表，大大提高了抄表的准确性和效率，同时降低了抄表成本，成为了现代化城市管理的利器。
二、系统架构设计远程抄表系统由远程终端设备、数据传输网络、数据处理中心和用户终端组成，其整体架构如下图所示：1. 远程终端设备：各种类型的抄表仪表设备，包括水表、电表、燃气表等。
这些设备需要具备智能化和可远程通讯的功能，能够通过无线方式与数据传输网络连接，将抄表数据传输到数据处理中心。
2. 数据传输网络：采用无线传输技术，包括GPRS、NB-IoT、LoRa等，可根据具体需要选择合适的传输方式。
数据传输网络负责将远程终端设备采集的抄表数据传输到数据处理中心，并具有较高的传输速度和通讯稳定性。
3. 数据处理中心：负责接收、存储和处理远程抄表数据，进行数据的分析和计算，并提供相应的服务接口供用户查询和管理。
数据处理中心还具有监控和故障报警功能，能够及时发现仪表故障和数据异常情况。
4. 用户终端：如手机APP、网站等，用户可以通过这些终端设备实时查询自己的用水、用电、用气情况，了解抄表数据和账单信息，还可以进行数据对比和预付费等操作。
五、系统安全与可靠性保障1. 数据加密传输：在数据传输环节采用加密算法，保障抄表数据的安全传输，防范数据泄露和恶意攻击。
2. 设备监控与维护：对远程终端设备进行远程监控和定期维护，保证设备运行的可靠性和稳定性。
3. 数据备份与恢复：对抄表数据进行定期备份，确保数据的安全性和可靠性，在数据丢失或损坏时能够及时恢复。
4. 用户身份认证：用户在使用系统服务时需要进行身份认证，防止非法用户进入系统，确保系统的安全性和稳定性。
智能抄表建设方案
智能抄表建设方案1. 引言智能抄表系统是近年来发展迅速的一项业务，通过引入物联网、人工智能等新技术，实现了抄表的自动化、智能化。
本文将分析智能抄表系统的背景和需求，并提供一个具体的建设方案，旨在提高抄表效率、降低成本、提升用户体验。
2. 背景分析以往传统抄表需要人工逐户记录数据，效率较低且存在数据错误率高、费用支出大等问题。
智能抄表系统采用无线传感器、智能终端设备等技术实现自动抄表，大大提高了抄表效率，并降低了人力成本。
同时，智能抄表系统还能够精准记录数据，避免了传统抄表中经常出现的数据错误问题。
3. 智能抄表建设方案3.1 抄表设备选择选择合适的抄表设备是智能抄表系统建设的基础。
建议选用无线传感器技术，通过与用户水表连通，实现数据的实时采集和传输。
传感器应具备低功耗、长寿命、稳定可靠等特点，以满足长期使用的需求。
3.2 数据传输网络搭建稳定可靠的数据传输网络是智能抄表系统的重要一环。
可以选择Wi-Fi、蜂窝网络或者LoRa等技术作为数据传输的手段。
根据实际情况，选定合适的传输方式，并与物联网云平台进行连接，确保数据能够及时准确地传输到后台系统。
3.3 后台系统建设后台系统是整个智能抄表系统的核心。
后台系统应具备数据存储、数据分析、数据管理等功能，以满足不同部门的需求。
建议采用云端技术，将数据存储于云端服务器，实现数据的安全备份和远程访问。
3.4 用户端应用开发用户端应用是智能抄表系统与用户之间的桥梁，它将通过智能手机、平板电脑等终端设备与后台系统进行交互。
用户通过此应用可查看水表数据、水费账单、用水分析等，并能够进行在线缴费等操作。
需要注意的是，应用的界面设计要简洁直观，并且提供良好的用户体验。
3.5 数据安全和隐私保护数据安全和隐私保护是智能抄表系统建设中不可忽视的部分。
在设计系统时，需采取各种安全措施，如数据加密、防火墙、访问控制等，确保数据不受到恶意攻击和非法访问。
4. 实施计划为确保智能抄表系统的顺利建设，制定详细的实施计划是必要的。
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智能电网课程设计报告智能抄表系统硬件设计方案1智能抄表技术概述随着自动化程度的提高和电能需求的不断增长，电费查询支出在生产成本中占的比例逐渐加大。
供电单位对于电能精细化的要求也越来越高。
传统的人力抄表和电话抄表工作量大，效率低，人为误差严重，漏抄，估抄，冒抄现象时有发生，因此必须按照切实可行的方法解决这些问题。
而快速、准确、经济、实时的获取用电的各类数据，是做好费用自动结算，用量分析，计量表运行状况监测、负荷处理等应用管理工作的基础。
为此采用计算机、无线通信和嵌入式等技术设计了分布式电能表远程智能抄表系统，提出了三级管理手段，将用户的用电信息准确和及时地回传到数据中心，便于电力企业计量、统计和收费等日益繁重的工作，大大提高了管理层次和自动化水平。
智能抄表系统是坚强智能电网的基础，通过智能抄表系统可以实现电网公司同电力系统用户之间的有效可靠互动。
能够实现对主站层、接入层、上行通信层以及终端层的有效协调与控制。
主站层主要是用来实现信息数据的采集与管理。
上行通信层则主要是用来负责实现各个站点的相互有效的链接的。
智能抄表系统的构建对于完善智能电网和实现电力资源的合理配置具有重要意义。
欧美在智能抄表系统的研究处于领先水平，以美国为例，美国的智能电网建设注重用户端，主要针对用户的具体用电要求及变化来实施智能化管理，其实现方式包括智能电表、智能化抄表与以家庭为单位的规划用电管理，主要建设了基于无线方式的智能抄表及通讯网络。
ADI公司直接参与部分州的智能电网的建设，在智能电表及无线网络建设上取得了不俗的成绩。
智能抄表系统主要结构包括三个部分：集中器、采集器和通信系统。
1)数据采集根据不同业务对采集数据的要求,编制自动采集任务,包括任务名称、任务类型、采集群组、采集数据项、任务执行起止时间、采集周期、执行优先级、正常补采次数等信息,并管理各种采集任务的执行,检查任务执行情况。
2)数据管理采用统一的数据存储管理技术,对采集的各类原始数据和应用数据进行分类存储和管理,为“SG186”一体化平台提供数据的汇总、存储、共享和分析利用。
按照访问者受信度、数据频度、数据交换量的不同,对外提供统一的实时或准实时数据服务接口,为其它系统放有权限的数据共享服务。
数据管理功能提供系统级和应用级完备的数据备份和恢复机制。
3)控制功能用屯信息采集系统通过对终端设置负荷定值、电量定值、电费定值以及控制相关参数的配置和下达控制命令,实现系统功率定值控制、电量定值控制和电费定值控制功能,系统亦可直接向终端下达远程直接开关控制命令,实现遥控功能。
系统具有点对点控制和点对面控制两种基本方式。
2智能抄表集中器硬件设计方案集中器在整个远程无线抄表中起着承上启下的作用。
是整个通信系统的桥梁。
决定着系统的整体性能。
集中器以单片机MCU控制单元为核心。
主要由电源供给电路、蓝牙通信电路、有线或无线通信电路、键盘显示电路、数据存储电路、RS232计算机接口电路和能源控制电路等部分组成。
其结构图如图2-1所示：图2-1集中器系统结构图单片机采用ATMEL公司的ATmega162，它有16K FLASH,1K RAM，35个I/O 口，2个UART,1个SPI和3个外部中断源，可以很好的满足系统要求。
1）蓝牙通信电路设计这里采用nRF903芯片，该芯片提供了由9个I/O组成的接口与微控制器连接，分别负责对nRF903进行配置。
工作模式的选择。
管脚TXEN、STBY和PWR_DWN分别负责nRF903接收模式、发射模式、掉电模式、和标准模式的切换。
管脚CS、CFG_CLK和CFG_DATA组成的串行接口实现对频率、通道、输出功率和输出时钟频率的配置，它们均SPI 接口。
故可以与ATmega162的SPI口直接连接。
nRF903的发射和接口共用一个管脚，不能同时发射和接收数据，只能进行半双工通信，故需加一个10K的电阻实现阻抗匹配和隔离。
在通信时，当C_SENSE输出电压为“0”时，说明通信对方没有发送数据；当C_SENSE为“1”时，说明通信对方可能发送数据，单片机需要进行处理。
单片机可以从CLK_OUT知道nRF903是否工作正常。
2）RS232接口电路由于抄表工作人员会随时到现场进行对集中器的数据读取和参数设置，而手持终端设备一般是PC机，故在集中器设计RS232接口电路是必要的。
本系统中采用MAX3111E串行异步收发器来实现。
其接口电路如下图2-2所示：图2-2 接口电路图ATmega162的MOSI与DIN连接作用发送数据线，MOSI与DOUT连接作为收数据线。
MAX3111E的TX与T1IN连接，RX与R1OUT连接，从而利用其片内转换器实现UART到RS232电平的转换。
MAX311E的中断信号（IRQ）与ATmega162的外部中断IN1相连，以便当PC机有数据向系统传输时，直接给MCU一个中断信号并执行相应的程序。
3）Modem/NMC35i接口电路在与上位机进行呼叫连接和数据交换时，首选的方式是PSIN电话网，其次是GSM/GPRS无线通信网。
一般嵌入式工业Modem采用串行RS-232接口与MCU 连接，内含2路接受、4路发送而MC35i也是通过RS-232接口与自已得无线应用系统相连，内含3路接收、5路发送。
故可以选用一个接口电路实现单片机与它们连接的问题，这里选用MAX3238可以实现此功能。
电路如下图2-3所示：图2-3Modem/NMC35i 接口电路电路中RXD 、TXD 直接连ATmega162的RXD0\TXD0，可以独立进行串行通信而与其他通信链路互不干扰。
RING 连ATmega162的外部中断INT0，当通信模块有振铃信号时通知MCU 执行相应的中断程序。
3采集器硬件方案设计1）电压通道采集电路位于电源板上的交釆模块分主要分为三部分:电压釆集电路、电流釆集电路和电能量釆集电路。
三项多功能电能计量芯片ADE7758的电压通道输入釆用单端电压输入,标准运行时最大信号电为土0.5V(相对于VN 端),这里我们采用5个200K 电阻与1个1K 电阻串联分压的形式进行釆样[27],在输入额定电压为220V 的情况下,经分压采样获得的采样电压约为-220mV~220mV ，电压通道模拟量采集电路。
Z Z Z Z ZZ 200K 200K 200K 200K 200K 1K UA5.6nFZ Z Z Z ZZ 200K 200K 200K 200K 200K 1K 0.1uF UB5.6nFZ Z Z Z ZZ 200K 200K 200K 200K 200K 1K 0.1uF UC5.6nF图3-1电压通道采集电路2）电流通道采集电路ADE7758的电流通道采用全差分电压输入,最大的差分输入信号为±0.5V 。
在设计电流通道模拟量采集电路时,采用变频比为300:1的电流互感器以及两个阻值为7.5Ω的采样电阻,在输入最大电流为300mA 的情况下,采样电压约为300mV ，电流通道模拟量采集电路。
Z Z Z Z IA1IAP 7.510nF10nF 1K7.5LA2LAN Z Z Z Z IB1IBP7.510nF10nF1K 7.5LB2LBN Z ZZ Z IC1ICP7.510nF10nF1K7.5LC2LCN 图3-2电流通道采集电路 3）电能量采集量为了设计方便,这里我们采用三项多功能电能计量芯片ADE7758作为电能量的计量芯片。
ADE7758是一款高准确度的三相电能计量芯片,带有两路脉冲输出功能和一个串行接口。
ADE7758集成了二阶∑—D 模数转换器,数字积分器,基准电路,温度传感器,以及所有进行有功,无功和视在电能计量以及有效值计量所需的信号处理元件。
ADE7758适用于计量各种三相配置条件下的有功,无功和视在电能,如WYE 和DELTA 系统,包括三线和四线制。
4 通信系统方案设计方案一远程智能抄表系统的通信系统方案包括集中器与采集器的底层通信方案和管理中心与集中器的上层通信方案。
底层数据采集一般采用总线型通信方式的方案。
这种方式以一条串行总线连接各分散的采集器，实现各节点的互连。
在这种方式下，信道上节点较多，传输速率不是很高，传输距离短。
常用的模式有红外线通信、RS-485总线、仪表总线和低压电力载波通信等。
上层通信系统是以安装在管理中心的系统工作站为中心点，以发散的形式分别通过通信信道与分散于各区域的集中器连接，形成1对N的连接形式。
在这种方式下，信道的通信数据量大，要求有一定的传输速率和带宽。
根据信道介质不同可分为电话线、光纤、无线和城域网等多种模式。
本设计的通信系统框图如下所示，在集中器和管理中心之间的通信上采用了蜂窝移动无线网(GSM/GPRS)，在集中器与采集器之间的通信上采用了低压电力载波通信。
图4-1 通信系统框图管理中心与集中器之间是通过GSM/GPRS网络进行的，需要在数据采集模块和管理中心中加装GSM模块。
由于这种模块(其实是无键盘、无显示屏的手机)结构简单，控制容易，所以利用它的RS-232标准的接口很容易和单片机连接在一起，构造出AT贺氏指令，来驱动数据采集模块。
在通信形式上是主从方式，每次通信都由管理中心发起，集中器在接到通信命令后，进行相应的应答处理。
集中器与采集器之间是利用低压电力线进行通信。
由于电力网络相当于一个共享媒体，因此一个集中器和它所负责的所有采集器组成了一个相当于以太网形式的网络。
集中器和所有的采集器相当于网络上的一个节点，每个节点都有唯一的网络地址。
每个节点只对目的地址和本节点地址相同的数据进行响应。
在通信形式上也是主从方式，每次通信都由集中器发起，采集器在接到通信命令后，进行相应的应答处理。
4.1 电力载波模块设计电力载波模块基于SSC P300进行设计。
Intellon公司的SSC P300符合EIA-600 CEBus通信协议，其扩频信号覆盖了从100KHz～400KHz所有带宽，若某些频率的信号因受到干扰而无法到达接收机，剩下部分的信号仍能成功到达，采取适当的纠错编码可恢复正确的数据。
设计总体方案如下图所示。
图4-2 电力载波模块总体方案设计由单片机 AT89c51 单元 MCU 和芯片Intellon P300组成一个网络接口控制中心，负责处理来自经过输入滤波电路处理的电力载波信号，通过输出电路向电力线发送载波数据。
并控制命令线 CON 和串行通信线 TXD、RXD 与上级应用单元进行通信。
MCU 作为控制核心，完成分组的发送和接收、发送字节到符号的转换、接收符号到字节的转换以及循环校验码的产生和校验等。
即将要发送的数据先由MCU 转换成符合EIA-600CEBus的符号，组成分组传送到P300，由其进一步处理后发送出去。