摘 要

现在许多供电公司推出了分时电价的电费收费方式，以前的旧式电表不能满足要求，数字电子信息技术的发展促使我们设计一款新型电表。

本系统主要分为上位机和下位机，下位机由电源系统，STC15最小系统，485通信模块，继电器控制电路和Lora接口模块组成。继电器控制着电表电路的通断，Lora模块用于远程无线传输。上位机通过图形用户界面来显示下位机的电表数据，地址以及当前的时间。上位机的显示界面采用Qt编写，具有打开串口，显示数据，清除数据，控制电表电路通断等功能。电表的数据通过485串行接口传输给下位机，下位机的数据通过Lora模块传输给上位机。利用Lora无线通信技术，最终设计出了一款电路简单，数据精度高，传输距离远且方便实用的远程无线电表。

关键词：单片机；Lora；Qt；远程抄表

Cell meter remote wireless meter reading system

ABSTRACT

At present, many power supply companies have introduced tou electricity fee charging method. The old electricity meter can not meet the requirements. The development of digital electronic information technology prompts us to design a new electricity meter.

This system is mainly divided into upper computer and lower computer, which consists of power supply system, STC15 minimum system, 485 communication module, relay control circuit and Lora interface module. The relay controls the on-off of the meter circuit, and the Lora module is used for remote wireless transmission. The host computer displays the meter data, address and current time of the host computer through the graphical user interface. The display interface of the upper computer is prepared by Qt, which has the functions of opening serial port, displaying data, clearing data, and controlling the circuit switching of the electricity meter. The data of the electricity meter is transmitted to the lower computer through the 485 serial interface, and the data of the lower computer is transmitted to the upper computer through the Lora module. Using Lora wireless communication technology, a simple circuit, high data accuracy, long transmission distance and convenient and practical remote wireless meter is finally designed.

Key words: SCM; Lora ;Qt；Remote meter reading

目录

1 绪论 1

1.1 远程无线抄表系统研究背景 1

1.2 远程无线抄表系统国内外研究现状 1

1.3 研究内容及其意义 2

1.4 章节安排 2

2 系统的总体设计 4

2.1 系统总体框架的设计 4

2.2 下位机网络拓扑结构设计 4

2.3 通讯方式的选择与制定 6

2.4 终端显示方案制定 7

2.5 本章小结 7

3 下位机设计 8

3.1 下位机硬件设计 8

3.1.1 下位机总体框架设计 8

3.1.2 主控芯片的基本外围电路的设计 8

3.1.3 电源系统的设计 9

3.1.4 485接口的硬件设计 10

3.1.5 继电器驱动电路的设计 11

3.2 下位机软件设计 12

3.2.1 编程语言的选择 12

3.2.2 通信协议的制定 13

3.2.3 下位机主程序的设计 14

3.2.4 Lora模块初始化软件设计 14

3.2.5 下位机参数设置及其数据处理软件设计 15

3.3 本章小结 16

4 上位机设计 17

4.1 开发平台的选择 17

4.1.1 Qt开发平台的选择 17

4.1.2 创建Qt项目 17

4.2 上位机功能分析 19

4.2.1 上位机功能 19

4.2.2 终端显示界面设计 19

4.3 上位机软件设计 20

4.3.1 上位机主程序设计 20

4.3.2 初始化程序设计 21

4.3.3 打开串口程序设计 21

4.3.4 数据处理程序设计 22

4.4 本章小结 23

5 总体测试方案的制定 24

5.1 总体测试方案的制定 24

5.2 系统总体测试 24

5.3 本章小结 26

6 总结与展望 27

6.1 总结 27

6.2 展望 27

致 谢 28

参考文献 29

1 绪论

1.1 远程无线抄表系统研究背景

随着经济和城市建设的快速发展，城市中小区的数量日益增多，人口密集的小区对电力测量和调度的及时性和科学性的要求越来越高。在我国，大部分地区还在使用最传统的人工抄表，人工抄表大大增加了供电局的成本并且存在效率低，准确率低以及时效性差等一系列问题。如今，我国自动化技术日趋成熟，人工抄表来记录电能的使用情况与日新月异的社会显得格格不入，而远程无线抄表正是人们所需要的抄表方式^[1]。

供电公司一直在努力提高自动化抄表技术，虽然我国无线抄表技术最近几年有了很大的提高，但是与发达国家依旧有着很大的差距。电表的数据决定了供电公司的收费，所以必须把准确率放在第一位。在实际生活中，小区往往会将一整栋楼住户的电表集中在一处，这就大大方便了数据的采集。供电公司的工作人员还可以通过监测电表数据实时了解电能的使用情况，这有利于电能的调度。远程无线电表还应具有易安装，价格低廉等优点，有利于大范围的使用。

1.2 远程无线抄表系统国内外研究现状