外文翻译--双通道热量计量系统设计.doc

双通道热量计量系统设计在我国北方，冬季天气寒冷，在很多城市都有供暖设施，但是，我国传统的供暖收费方式是采用大锅饭方式，即根据房屋的大小来收取费用，而不是按照用多少交多少的原则收费的，在公平性上有很大欠缺，因此在将来采取按照消耗量来收费的制度是必然的趋势，在国外很多国家多已经有成熟的供热收费制度，有很精确的收费仪表，而在我国热量表虽然不是没有，但大多数都有其缺陷，比如说显示的数据不全面，显示数据的方式不是汉语的，计费功能和方式不灵活等等，鉴于此开发一款适合我国市场情况的热量表是必要的。中国为了实施城市供热体制改革，推行按热量计费。1989年，政府有关领导开始关注集中供暖的民用建筑计量收费的问题。1990年，热量表作为专题被列入“七五”科技公关计划2000年2月8日，发布了民用建筑节能管理规定，规定“新建居住建筑的集中采暖系统应当实行供热计量收费”，“鼓励发展分户热量计量技术与装置”。及至2003年7月24日，建设部、国家发改委等八个部委印发了关于城镇供热体制改革试点工作的指导意见。现在，遍及全国15个省、区的47个城市已经在进行。主要在集中采暖的新建居住建筑系统中，推行温度调节和户用热量计量装置，按热量计量收费的系统试验工作。这些年来，估计全国已安装使用了总共大约4045万套户用表和楼宇供热及系统用总表。其中从地区分布来看，大约有3040集中在北京、天津、和山东省地区；进口表与国产表的比例，进口表包括机械式表和超声波表大约已占到1520；采用超声波流量计的热量表，大约已达到810。就近两年的发展趋势的情况与过去几年相比来说，北京地区的安装使用量曾加速度比较快；进口表占总安装使用表数量的比例曾加很快；超声波用户表被用户接受，而使用量曾加的速度也很快。中国集中供热的建筑面积，2002年是1556亿平方米其中住宅108亿平方米,2003年曾加至189亿平方米其中住宅131亿平方米。粗略地计算，平均每年至少需要100万至150万套户用表，但实际的安装使用状况却有巨大的差距。在八部委关于供热体制改革试点工作的指导意见发布前，许多热量表生产企业曾经期盼过，认为一旦开始“国家级”的试点工作，热量表的销售会形成高潮。事实上，市场增长的并不理想。一年来全国试点工作的运行和初步总结，发现我们国产的热量表存在相当多的技术问题。“市场”无情地“缩手缩脚”，客观上已经影响到供热计量收费的步伐。但是，中国在能源资源紧缺，“节能”已经成为政府重要议事日程的情况下，积极推进实施供热体制改革，推行按热量计费是大势所趋，不可逆转，中国的热量表生产企业必须认真、负责的承担起这个历史性责任。鉴于以上实际情况，在参考已有产品设计思想的基础上，独立开发了一款双通道热量计量系统，采用双流量检测，即进水流量检测，出水流量检测，这在以往的热量表中是没有的，这种设计主要是防止盗水事件的发生，也可以令计算更准确，对于流量的检测在设计中采用霍尔元件A44E，是在传统水表的基础上改进的一种利用电磁原理设计的流量检测设备，这种设计比以往机械式流量监测设备有使用寿命长，测量准确等优点。根据本系统的特点，在安装时应注意进水何处谁的安装位置一定要正确，否则无法正常工作，在硬件连接用单片机外部中断来采集信号脉冲的个数，使信号的采集准确可靠。在设计中温度采集元件采用市场上常用的DS18B20，测量的温度值可以精确到00625度，完全可以达到国家标准，该元件的温度范围较宽，完全可以满足本设计的要求，另外DS18B20的外观小巧，设计安装方便，程序调试方便，在被设计中采用两片，一路采集进水温度，一路采集回水温度。比起以往的温度传感器有较大有点，且寿命长，温度值的计算方法也较简单，温度值精确。设计和核心控制器采用AT89S52，市场价格便宜，且易于购买，市场上与其配套的电路，元件也丰富，采用110592MHZ的晶体振荡器使时钟更加精确，该芯片可以采用程序使其进入省电状态，使得电路更具有实用性。该单片机具有以下特点与MCS51单片机产品兼容；8K字节的系统可编程FLASH存储器；256字节的RAM；1000次可擦写周期；三级加密程序存储器32个可编程I/O口线；三个十六位可编程定时器/计时器；八个中断源；具有低功耗空闲和掉电模式；掉电后中断可唤醒；看门狗定时器；双数据指针；掉电标识符。该芯片处理的信号全部都是数字信号，具有很高的抗干扰性能。该芯片支持ISP在线编程，方便系统的开发与调试。单片机的外围电路选择由于系统设计中要和非接触式卡的读写器进行串行通信，因此晶体振荡器采用110592MHZ，用来产生标准的波特率，波特率在程序中用定时器2来确定，与非接触式卡的读写器进行串行通信的波特率设置为9600BIT/S，电容选用30PF的瓷片电容。本热量表的计费系统是通过非接触式智能卡通用读写器进行的，采用MCSRC500非接触式智能卡通用读写器，程序设计灵活，易于开发，且可以与计算机通信，通过计算机软件对用户的数据进行管理。与MCSRC500进行通信需要用串口，因此在硬件电路设计师加入了MAX232芯片。本系统中的显示采用RT1602C液晶显示模块，可以显示一些简单的汉字，足以满足用户要求，而且RT1602C液晶显示模块的体积大小合适，便于安装，设计中为了省电，RT1602C的电源应由单片机控制，需要显示时供电，否则就不供电。RT1602C液晶显示模块的耗电量相当小，当工作时的电流不超过10MA，RT1602C为工业字符型液晶，能够同时显示16X2即32个字符。RT1602C采用标准的16脚接口，其中端口由左至右以此为1脚到16脚；第1脚VSS为地电源第2脚VDD接5V正电源第3脚V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度第4脚RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。第6脚E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第7～14脚D0～D7为8位双向数据线。第15～16脚空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。本系统具有掉电保护功能，掉电存储模块采用ATMEL公司生产的AT24C04芯片，它的容量是512字节8位，既4K位，对于本系统来说已经足够了。AT24C04芯片的优点有与400KHZ的CI2总线兼容；18到60伏工作电压范围；低功耗CMOS技术；写保护功能；页写缓冲器；1,000,000次编程/擦除周期；可保存数据100年。电路的连接如图710所示，电路中的SDA接单片机的P20口，SCL接单片机的P21口，由单片机模拟CI2的工作与存储芯片进行通信；上拉电阻如7图所示，选用51K的普通电阻。采用24C04存储芯片，实时存储必要数据，当电源没电或出现意外断电情况时可以保护数据，当系统恢复后可以根据24C04中存储的数据继续进行计费。避免对供暖公司和用户造成损失。在电池更换时也避免了数据的丢失。本设计中的阀门采用通用的电磁阀水表或带有自保持电磁阀的水表，通用的电磁阀没有电源极性的要求，用电源的通和断开打开和关闭阀门。当停电时自动停暖，对于供暖公司来说可以防止暖的流失。自保持电磁阀与普通电磁阀最主要的区别，就在于它能确切的反应输入控制电流信号的极性。该阀门平常有两种稳定的工作状态，封闭和释放，这两种状态下都无需供电支持。可以根据工作情况选择电磁阀。另外电路中还有报警电路，当用户余额不足时进行报警，提醒用户预存用暖费用。DUALCHANNELINTELLIGENTHEATMETERATTHENORTHOFCHINA,THEWINTERWASVERYCOLD,ALOTOFCITIESHAVEHEATINGFACILITIES,HOWEVER,CHINASTRADITIONALWAYOFHEATINGCHARGESAREUSEDTHE“BIGPOT”,THATIS,ACCORDINGTOTHESIZEOFHOUSINGCHARGES,RATHERTHANHOWMUCHTOPAYINACCORDANCEWITHTHEPRINCIPLESOFHOWMANYCHARGES,INFAIRNESSTHEREISAGREATLACK,SOCONSUMPTIONINTHEFUTURETOTAKEINACCORDANCEWITHTHECHARGINGSYSTEMISANINEVITABLETREND,INMANYFOREIGNCOUNTRIESHAVEALOTOFSOPHISTICATEDHEATINGSYSTEMOFCHARGES,HAVEVERYPRECISECOLLECTIONINSTRUMENTATIONCOSTSHOWEVER,INOURCOUNTRY,THOUGHNOTWITHOUTHEATMETERS,BUTMOSTHAVETHEIRSHORTCOMINGS,FOREXAMPLE,THEDATASHOWNINNOTCOMPREHENSIVE,SHOWSTHATDATAISNOTCHINESE,CALCULATIONOFTHECOSTFUNCTIONANDTHEWAYISNOTFLEXIBLE,ANDSOON,INVIEWOFTHEDEVELOPMENTOFASUITABLEHEATMETERSOFTHEMARKETCONDITIONSARENECESSARYCHINESEINORDERTOREFORMTHECITYHEATINGSYSTEM,INACCORDANCEWITHTHECALCULATIONOFTHECOSTOFHEATIN1989,THEGOVERNMENTBEGINTOPAYATTENTIONTOTHELEADERSHIPOFTHECIVILCENTRALHEATINGMETERINGANDCHARGINGPROBLEMSIN1990,THEMETERSASTHETOPICSINCLUDEDINTHESEVENFRIDAYTHATSCIENCEANDTECHNOLOGYPLANFEBRUARY8,2000,ISSUEDTHEENERGYEFFICIENTMANAGEMENTOFCIVILCONSTRUCTION,STATESTHENEWLYBUILTRESIDENTIALBUILDINGCENTRALIZEDHEATINGSYSTEMSHOULDBEIMPLEMENTEDHEATINGMETERINGANDCHARGING,ENCOURAGETHEDEVELOPMENTOFHOUSEHOLDHEATMETERINGTECHNOLOGYANDDEVICESTOJULY24,2003,THEMINISTRYOFCONSTRUCTION,NATIONALDEVELOPMENTANDREFORMCOMMISSION,SUCHASTHEPRINTINGOFEIGHTDEPARTMENTSANDISSUEDATOWNOFABOUTHEATINGSYSTEMREFORMGUIDANCEONTHEJOBNOW,ALLOVERTHECOUNTRY15PROVINCES,47CITIESINTHEREGIONAREALREADYUNDERWAYTHEMAINFOCUSATTHENEWLYBUILTRESIDENTIALBUILDINGHEATINGSYSTEM,TEMPERATUREREGULATIONANDIMPLEMENTATIONOFHOUSEHOLDHEATMETERINGDEVICE,INACCORDANCEWITHHEATMETERINGANDCHARGINGSYSTEMTESTOVERTHEYEARS,ITISESTIMATEDTHATTHECOUNTRYHASBEENINSTALLEDANDUSEDATOTALOFAROUND4045MILLIONHOUSEHOLDSUSETABLEANDBUILDINGHEATINGANDSYSTEMSWITHATOTALTABLEDISTRIBUTIONFROMONEOFTHEREGION,