开题报告范文水表检测

开题报告范文水表检测

篇一：无线远传水表开题报告

本科毕业论文（设计）开题报告

毕业设计(论文)题目

基于MEGA196D单片机的无线远传水表硬件电路设计

学生姓名

专业

班级

通信工程导师姓名报告日期

指导教

师意见

签字年月日

专业(教

研室)主

任意见

年月日系主任意见年月日

1.选题意义

我国是个水资源十分短缺的国家，人均水资源量仅占世界平均水平的四分之一。社会经济用水安全保障已经成为制约我国社会经济发展的重要因素。解决水资源问题已迫在眉睫，节水无疑是当前最可行、最快捷的措施之一。由此无线

远传的水表的研究应用具有重要意义。智能无线远传水表系统是利用计量传感器、无线数据传输技术和单片机智能控制技术结合在一起的一种远程计量、测控、抄读系统。是实现自来水行业水资源管理、水表抄读、水费收费管理自动化、数字化、网络化的管理系统。就传统机械水表而言，无线远传水表计费精确，不易偷水。随着无线电技术、通讯技术和单片机技术的发展，无线智能远传水表系统以其安装便利、维护快捷、不受安装环境和布线限制等优点，成为了水表行业智能管理的主导系统。再结合计算机技术网络技术、信息技术，可提高管理效益。随着芯片技术的发展和跳频技术的成熟，特别是无线网络协议和无线网络的成熟，可以利用跳频技术和无线网络技术实现无线远程抄表。目前无线网络在国外已经陆续开始应用，相信在不久的将来无线网络技术在我国也会开始应用和普及。无线数据传输网络也会象GSM网络一样覆盖每个角落。

2.国内外研究现状概

随着科技的进步和社会的发展，特别是信息技术的迅猛发展，使信息的传播已经达到了实时化和智能化，尤其是在公用事业领域，各类信息的采集和传输已经能够实现智能化，以往那种采用人工抄收和统计水表数据的时代已经成为历史。随着无线电科技和GSM公用通讯网络和有线电话的普及，

使远程水表技术迅速的发展和成熟。中国无线远传水表的诞生大约在二十年前，其中“水表远传流量计”是一九八七年开始研制的。之后，光电的、霍尔的、单干簧管的水表陆续产生并得到一定应用。因为当初住宅自动抄表还没有市场，这些技术的应用也仅仅是少量的和局部的。一九九六年后住宅自动抄表开始有了一定的市场，这些技术开始普遍应用并逐渐暴露出了不稳定、不准确的缺陷，最终归于失败。一九九七年双干簧管技术研制成功，并得到了应用。与以前的其他技术相比，双干簧管的准确性、可靠性要好的多。最初（1998年）应用于IC卡水表自动收费系统，

获得了成功。至今，这项技术非常广泛地在IC卡水表中应用。但这一产品仍然有不稳定、漏计数、不能防磁、多占一个微机接口等缺点。

要说脉冲式无线远传水表最理想的产品，还是一九九八年研发成功的自保持开关技术。由于采用了双感应头、自保持开关技术，使开关信号准确率达到了百分之百。又由于该技术采用了水表玻璃之上的结构方式，成功的解决了防磁干扰的问题。之后，这种产品被设计成了传感贴片的形式，使全国乃至全世界的普通水表都可以方便地安装组合，成了一种“一分钟即可使您的普通水表变成无线远传水表”的通用产品。从一九九九年至二OO六年，这种自保持开关传感器

产品已推广应用达100万只以上，其中仅北京市就达19.4万只。持续六年的规模化应用，已充分证明了自保持开关远传技术在准确性、可靠性、稳定性方面，已完全达到了自动抄表系统的远传技术要求。

在一些水压不稳定的特殊场合，有时存在水表倒转的现象，这是造成误差的原因之一。XX年，一种可测倒流的具有自保持开关功能的远传技术试验成功，这一技术彻底解决了因水表倒转造成的读数误差，已得到了广泛地应用。

至此，在中国，脉冲式无线远传水表的研发历经二十年，以准确、可靠、稳定、通用而告一段落，脉冲式传感技术不过关的时代宣告结束。作为专业从事脉冲无线远传智能水表研发生产销售的企业，辽宁民生智能仪表有限公司拥有成熟的技术条件和系统（自有知识产权的Warm Net System）支撑，已经具有多项成熟的实践经验，将会是目前适合中国公用事业能源计量信息化管理国情的最佳供应商。

3.主要研究内容

本设计的主要工作内容是基于mega169单片机设计一个低功耗的无线远传水表。该水表主要民用，可实现计量和数据无线远传。采用电池作为电源，工作电压为3.6v。

（1）数据采集：通过传感器将水流量转化为脉冲信号，记录用水量；

（2）信息显示：显示已用累计用水量、单价水费、剩余水量、水表阀门及电池、状

态等信息；

（3）无线收发功能

实现单片机调控射频芯片无线收发，传输数据、可实现跳频功能，避免信号的

冲突干扰；

（4）全面防盗水：利用管理软件监控、铅封及防反装、防拆装胃，有效防止用

（5）监控功能：智能网络水表可以监控水表的运行状况，如果出现异常。关闭水表的阀门，设置状态位，方便上位机管理系统的查询，从而有效防止偷水现象；

4.拟采用的研究思路（方法、技术路线、可行性论证等）

无线智能远传水表的无线通信选择公用频段（ISM）。该表采用电池供电，保证市停电时，不影响表具对信息的采集和存储。根据行业标准的要求，电池的使用寿命大于6年，因此整个产品的设计要求充分考虑耗电量问题。电池选择高能锂电池，通过选择低功耗器件，设定精密的微功耗工作方式来确保电池的使用寿命。通过采用双传感器，软件纠错，抗干扰技术，加密技术来保障数据采集，存储，传输的准确

度。

无线远传水表由以下几部分组成：单片机，无线数传，数据采集电路，阀门控制电路，信息显示，电源电路。

如图所示

1.数据采集电路

传感器选择接触阻抗低、无待机功耗、可靠性好的小型干簧管。作为磁传感器，在磁铁进入干簧管吸合临界区的时候，干簧管会产生多次吸合，导致重复计量。为了提高计量的准确性和抗干扰性，在产品中采用双传感器设计。无论单个传感器吸合多少次都按照吸合一次计算，只有两个传感器各吸合一次才算是一次有效计量。本设计计量单

位为0.1t.当两个传感器同时吸合时，认为是外界强磁干扰，水表执行关闭阀门动作。

2.单片机选择

单片机选择的是mega169 单片机，mega169单片机是低功耗8位cmos微控制器。由于其先进的指令集及单时钟周期指令执行时间，mega169的数据吞吐率高达1MPS/MHZ，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。AVR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器。所有寄存器都直接与算术逻辑单元相连接，使得一条指令可以在同一周期内同时访问两个独立的寄存器。Mega169具有16K字节的系统