基于单片机的无线智能抄表系统设计

论文总字数：12521字

摘 要

随着新时代的发展，单片机的运用愈加的成熟。在逐渐成熟的技术条件下以单片机为核心的无线智能抄表大大的便捷了对智能测量设备数值的读取。本设计介绍了一个将STC89C52单片机作为核心的无线智能抄表系统，用按键模拟电表的读数通过发送模块实时监测数据并由数码管显示，再通过无线模块NRF24L01发射所读取的电表数据，从机也通过无线模块NRF24L01实时接收主机发射的电表数据并用数码管把表示出来，实现功能。实验结果表明，该系统通过硬件系统和软件系统能够实现对用电量的实时监测和数值读取，并且实现远程发送，完成无线抄表，证明了本设计的可行性。

关键字：NRF24L01，STC89C52，无线抄表

Abstract：With the development of the new era, the use of single-chip microcomputers has become more mature. Under the mature technology condition, the wireless intelligent meter reading with the single chip as the core greatly facilitates the reading of the value of the smart measuring device. This design introduces a wireless smart meter reading system that uses the STC89C52 microcontroller as its core. It uses the analog meter readings of the buttons to monitor the data in real time through the sending module and displays it by the digital tube. Then it transmits the meter data read by the wireless module NRF24L01. Also through the wireless module NRF24L01 real-time receiving the data of the meter transmitted by the host and using the digital tube to show it, to achieve the function. The experimental results show that the system can realize real-time monitoring and numerical reading of power consumption through hardware system and software system, and realize remote transmission, completing wireless meter reading, which proves the feasibility of this design.

Key words: NRF24L01, STC89C52, wireless meter reading

目 录

1 绪论 5

1.1 课题的背景 5

1.2 国内外发展情况 5

1.3 研究的主要意义 6

1.4 研究的主要内容 6

2 总体方案设计 7

3 硬件系统设计 8

3.1 硬件系统设计总体方案 8

3.2 单片机最小系统 9

3.3 单片机的时钟电路与复位电路设计 10

3.4 显示模块 11

3.5 按键控制电路 11

3.6 电源模块 10

3.7 无线传输结构 11

4 软件系统设计 15

4.1 软件设计原则及编程 15

4.2 主程序流程图设计 15

4.3 子程序设计 16

5 实物系统调试与运行 18

5.1 实物概述 18

5.2 实物操作与运行 20

参 考 文 献 22

致 谢 23

附录1 24

附录2 26

1 绪论

1.1 课题的背景

生活水平的不断提高以及住宅商品化的发展，人们对家庭住房的水平和层次的不断提高，使得物业管理的需求也在不断增加。传统的抄表的方法越来越跟不上时代的步伐，同时这种落后的方法也带来了相应的管理问题，以下是主要原因：

1.个人权益思想的普及以及对私人隐私的保护越来越被人们所重视，导致工作人员只能在居民的公共休息时间以及居民的额外空闲时间进行单独约见抄表，与此同时抄表人员的工作量将会大大增加且实际可用操作时间将缩短。 结果，电费，水费，加热费用和煤气费等被漏抄误抄而导致不准确，居民与能源供应公司产生费用矛盾，并且实际收费通常远低于统计值，成本损失严重。

2.各管理部门负担较重。这些管理部门需要有及时的盈利收入，恰恰相反的是传统抄表方法周期长、资金回笼较慢。

3.管理费用开支过高。在城镇化进程加速的今天，城市住房用户越来越多，如若还采用传统的上门抄表方法，相应的工作人员将增多，导致相关企业的人员冗余不利于企业健康发展。

4.对于目前的抄表方法主要是人工上门抄表，手动输入抄表数据，再进行自动结算上门收费，难以形成比较便捷的现代化生活管理水平。同时为了满足全面的建成小康社会的统一规划，建设成统一的规划、统一抄表，统一计算收费，整合收费平台进行网上缴费。逐步完成我国的社区化管理步入规范化、自动化、科学化。

有了上述的原因存在，传统的抄表模式必将逐步向无线远程抄表的方法上走去。同时有了相对于传统抄表的优势，市场和广大群众对于无线抄表的选择和需求也会不断增大。

1.2 国内外发展情况

近年来，国外已有无线抄表相关技术的系统应用。 他们中的大多数已经开发得较为成熟。但是在国内很少有无线系统被大面积使用。 目前国外一些类似产品已经打入国内市场，国内也有一些代理商，如法国CORONIS的WAVENIS技术具有很高的技术含量和良好的性能。

目前，国内住宅水平的不断提高是发展远程住宅集成信息技术的很好载体。并且已形成专业化的产业，就像电视和电话一样。中国作为第一大消费市场，需求量非常之大，面对如此巨大的消费人群和消费市场，国内的一些企业也抓住了商机纷纷加入分一杯羹的行列中，但是因为国内技术的相对不成熟性，对不同系统的兼容效果和远程设备的质量与使用寿命不能做出很好的保证，往往有较高的损毁率。在传统的水电煤气行业的信息化过程中，所有家庭用户的使用数据采集的准确性和及时性对于大数据时代的分析用户使用量和使用习惯具有很重要的作用。 特别是对于地理上分散的区域和地区，手动抄表成本高且效率低。

1.3 研究的主要意义

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