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《太原理工大学》 2010年
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基于MSP430fw427和M-BUS的智能热量表的设计

陈晋华  
【摘要】: 自从《中华人民共和国节约能源法》1998年1月1日起施行以来至今已有13个年头了,但至今仍未得到很好的贯彻。去年12月在哥本哈根世界气候会议上公布的调查结果表明,中国最近已经超过美国成为最大的二氧化碳排放国。如今,我国大部分地区依然采用总阀式供暖方式,以住宅面积作为供热计费依据,这种方式无法调动用户和供热企业节能的积极性,导致了供热能量的极大浪费。因此,供热改革势在必行。 由于欧洲热网的水质较好,欧洲热量表的防堵塞功能相对较差,而我国供暖水网条件较为恶劣,所含杂质较多。另一方面欧洲热量表的价格较为昂贵,直接引进欧洲热量表不适合中国的国情。目前国内也已经有许多厂家进军了热量表市场,但性能效果上均存在其各自的不足:有的只具备计量功能,有的热量计算不科学,计量精度不好,不符合行业标准,有的数据安全性不够。而且当今存在的热计量产品,在应用后还是采取人工抄表的方式,费时费力,做不到实时监控。 本文针对目前国内热计量收费改革对热量表迫切需求的现状,在分析热量表工作原理的基础上,经过深入调研,严格按照《热量表》标准CJ 128-2007,从温度测量、流量测量、仪表供电和数据传输等几个方面对现有热量表进行了改进,设计了一种具有温度控制功能的高精度、低功耗、低成本的无磁式户用热量表。 本文首先介绍了热量表研制的背景和意义,并对热量表硬件的主要组成部分(积算仪,配对温度传感器以及流量传感器)进行了比较分析,选择了TEXAS INSTRUMENT公司生产的MSP430fw427单片机作为主控器。MSP430fw427是专为流量测量而设计的一款单片机,内嵌的无磁扫描接口模块可以使流量测量部分具有体积小、精度高、功耗低的特点。MSP430fw427单片机集成了一个精密模拟比较器和定时器,利用这个比较器和定时器,能够实现性价比较高的模数转换,从而实现热量表的温度测量。为了使热量表的数据向上位机传送,热量表必须具备通信功能,考虑到现有的无线数据传输不稳定,抗干扰能力较差,决定采用仪表总线进行数据通讯,并利用仪表总线(M-BUS)对热量表表进行远程供电,蓄电池后备供电,仪表总线接口芯片采用TSS721A终端收发芯片。 在硬件电路设计方面,对热量表终端的各个功能模块电路进行了详细地说明,其中包括主控电路、温度测量电路、流量测量电路、温度控制电路、光电接口电路以及仪表总线接口电路等。 在软件方面,本文对热量表终端系统的主程序设计流程进行了整体的分析,并对各个功能模块如温度检测、流量检测、温度控制以及通讯等子程序进行了详细的说明,用C语言完成软件的设计。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH81

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【引证文献】
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