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基于MSP430单片机的智能热能表的研究

王颖  
【摘要】: 随着热能计费需求的发展,西方的热能表计费方式在国内已经有大量的需求。但进口热能表的价格高昂,不利于在我国普及,必须研制符合我国国情的热能表。由于热能表在我国属于新兴产业,尚处于起步阶段,发展水平明显落后于国外。 本课题研究的目的是利用TI公司的新型芯片MSP430FW427来研制低功耗智能热能表。在本文中阐述了热量计算和系统软硬件的设计的理论依据,为进一步研究此种智能仪表提供了参考。 本文的研究内容主要包括以下几个方面: (1)分析了热量计算方法,阐明了焓差法和热系数法这两种热能计算的方法,解释了本课题在热量计算上应采用热系数法这一方法的原因。证明了热能系数的密度修正方法,为系统软件中的热能计算函数的设计提供了理论依据。 (2)对核心芯片MSP430FW427的特性以及在本课题中的应用方法作出详细说明,简要说明了系统中用到的重要外围模块,重点阐述在流量计数中需要用到的Scan IF模块。此外,分类介绍了各种常见的温度传感器和流量传感器,并根据本课题要求选取了传感器。 (3)设计了热能表的的实验系统。本系统包括硬件设计和软件设计部分,两个部分的设计都注意保证低功耗。硬件设计主要包括温度采集电路,流量传感器和Scan IF模块的连接,液晶显示器的连接以及简易按键等,还为抄表预留了通讯接口,并设计了通讯接口电路图。对于软件设计阐明了思路和给出了流程图,并对软件设计的平台和C430语言的编程方法进行了简要介绍。 本文对智能热能表的基础设计给出了详细的阐述和证明,设计了实验硬件系统和软件系统,并在实验中进行了验证,对以后热能表的研究有一定参考价值。


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