校园预付费电能计量管理系统设计毕业论文
2022-05-26 09:05
论文总字数：41611字
摘 要
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1 课题简介 1
1.2 研究现状 1
1.3 研究内容 2
1.4 研究意义 3
第二章 系统总体设计 4
2.1 总体框架 4
2.2 设计原则 5
2.3 总体功能 5
第三章 硬件设计 6
3.1 预付费电能表 6
3.1.1 分类、发展和特点 6
3.1.2 IC卡 7
3.1.3 DDSY866电子式单相预付费电能表 8
3.2 STC15L2K60S2单片机 9
3.2.1 工作原理及技术指标 9
3.2.2 STC15L2K60S2单片机电路图 9
3.3 LCD显示模块 10
3.4 LED提醒模块 10
3.5 电源模块 11
第四章 软件设计 12
4.1 软件设计流程图 12
4.2 DELPHI程序设计语言简介及编程 12
4.1.1 DELPHI程序设计语言简介 12
4.1.2 DELPHI程序设计语言编程 13
4.2 SQL SERVER 2000数据库简介及编程 29
4.2.1 SQL SERVER 2000数据库简介 29
4.2.2 SQL SERVER 2000数据库编程 29
4.3 Keil C简介及编程 33
4.3.1 Keil C简介 34
4.3.2 Keil C 编程 34
第五章 软硬件实现及仿真 37
第六章 总结 39
参考文献 40
附录 42
- 绪论
- 课题简介
本课题以校园作为背景，与大学校园的日常生活密切相关。目前，互联网信息技术高速发展，已经深入到千家万户、各行各业，而大学是互联网技术的研究、推广、应用的前沿阵地之一。而今，校园数字化、智能化管理已经成为包括中国在内的世界各国高校改革与发展的共同趋势。数字化校园建设虽然取得了一定的发展，但一些地方依旧需要建设完善。就本校而言，校园一卡通功能使就餐、购物、借书等便捷了不少，但不能自助缴纳电费，还需人工进行缴费。这样带来了许多不便，如不在工作时间因欠费断电无法得到及时处理。
大学生活丰富多彩，校园也都相当美丽。随着近年来各大高校扩招的进行，一个校园至少都有万人以上。校园内人数的增加给校方管理带来了些许不便，如：课程安排、教室安排、学生信息的录入与维护、学生成绩的提交和存储、学生宿舍管理、校园用电情况的管理等等问题。本课题是针对大学校园用电管理的研究，对校园预付费电能计量管理系统进行设计，提出自己的解决方案。
针对本课题的要求和自身条件的限制，我在下文首先提出了系统的总体设计方案，作出一个相对理想的方案，力求结合实际，能投入到校园应用。然而，受到知识、时间等自身条件的限制，本文未能实现整套的系统设计方案，只是针对方案的部分进行了研究、设计。
校园预付费电能计量管理系统是一套复杂的系统，其包括硬件系统设计和软件系统设计，其目标是促进校园数字化、便于学校管理、方便学生用户缴费。对于这个目标，本文的方案设计将以用户为中心，为其提供方便的系统服务，设计出人性化的方案。
- 研究现状
当前，在美国、欧洲、加拿大等少许发达国家，其国内大部分地方都运用了自动抄表技术，这是预付费电能计量管理系统的先决条件。因为没有必要的硬件设备的支持，管理系统软件部分只是一个空架子，无法实现其智能化、自动化的功能目标。欧洲、美国等少许发达国家最早于上个世纪七、八十年代就已经开始对远距离电能表数据采集、集中技术进行研究、设计开发。那时，日本就已经起头试用电力载波到长途抄表技术中，而美国的配电电网载波长途抄表技术已经开始投入使用。
如下表所示，该表反映了一些国家智能电表的发展方向和技术。
表1-1 部分国家智能电表发展方向及关键技术比较
国家 | 发展方向 | 关键技术 |
中国 | 用电过程中的智能化 | 智能电表、自动抄表管理系统 |
美国 | 配电、用户侧、可再生能源接入 | 智能电表、输电线路、电力传输技术 |
法国 | 分布式可再生能源接入 | 智能电表、自动抄表管理系统 |
英国 | 太阳能、潮汐能等可再生能源接入 | 高压直流电网、输电限额等技术 |
日本 | 太阳能发电 | 太阳能发电预测系统、智能电表、蓄电池技术 |
韩国 | 电动车、智能电表 | 存储电能技术、IT技术和网络安全 |
本课题是一个相当庞杂的系统，涉及知识众多。在查阅相当多参考文献后，我有以下的发现：
对于本系统的研究，部分专家学者以硬件为中心，力求设计出性能优良、功能智能化、工作自动化的数据采集器和数据集中器，还有以不同通信网络和通信协议的自动抄表器。对于自助售电功能，有学者基于RFID射频技术设计出管理系统的售电端，方便用户购电，24小时提供服务。
还有些专家学者偏重于软件的设计，使用微软公司的VB编程语言、Java编程语言等程序设计语言设计出功能强大、界面新颖的电能计量管理系统的软件部分。然而，这些学者只重软件的设计，而不看重硬件的设计。
- 研究内容
本文运用基于校园网络的实时通信与数据采集技术，结合校园服务器的大型数据库构成系统，设计实现网络化实时操作管理，实时电能表数据监控，即时自助售、退电费、即时对用户实施通断电的控制效果，与校园智能IC卡结算中心联网，实现在自助IC卡缴费端进行购电服务，方便学生随时购电。
设计处理过去电能计量表等预付费管理系统用电管理、数据不透明等的很多弊端，为学生宿舍、商铺经营用电等的管理提出更完美的解决方案。
管理系统需符合人性化的要求，设计出简洁、友好的系统管理界面，其操作应简便、快捷，加上硬件的用电数据显示功能和用电电量余额不足提醒功能，，以方便用户为第一要务，提供方便的系统服务。
- 研究意义
随着IT技术和自动化技术的发展，生活中大部分使用的物件开始变得便捷化、智能化、自动化，诸如我们目前使用的智能手机和未来的自动汽车。大家都知道，中国是人口大国，人口数量居全世界第一。基于我国这一基本国情，结合相关硬件设计出预付费电能计量管理系统具有很重要的意义：
首先，用电用户随着人口的增加而增加，由于国家“一户一表，抄表到户”制度的存在，电能表的使用量也在不断增加，所以管理电能计量工作比较繁重。
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