《AT89S52单片机基础项目教程》703-电力负荷无线实时监控系统构建实训

课题序号703教学班级教学课时2教学形式多媒体教学课题名称单片机与上位计算机通讯—电力负荷无线实时监控系统构建实训使用教具课件，多媒体教学教学目的构建电力负荷无线实时监控系统教学重点电力负荷无线实时系统电路原理图教学难点程序代码分析并调试编译及仿真更新、补充、删节内容无课前准备制作课件，整理任务指导书课外作业设计一个实现对某个楼宇的12个住户电表表数据采集、存储、处理、传输等工作，使每一位住户的电表数据准确传递给物业公司的中央控制室，以便查抄板书设计一、电力负荷无线实时监控系统构建实训（一）电力负荷无线实时系统介绍（二）数据采集系统（三）电力负荷无线实时系统电路原理图（四）程序代码分析并调试编译（五）在Proteus中仿真教学感想

课堂教学安排教学环节主要教学内容教学手段与方式课程导入（以实际案例的方式引入本课的主要内容）讲授新课（讲解本课的主要内容）课程小结课后作业随着城乡电网改造工程的深入和电力市场改革的深化，要求用电管理、配电管理实现智能化、自动化和科学化，配电网的自动抄表系统是用电营业管理自动化的一个重要手段和组成部分。通过自动抄表可以实现自动、集中、定时地抄录各用户的电量，迅速统计低压实时线损，通过银行向各用户自动完成转账收款、电费结算，为供电部门的用电监察提供服务。远程集中抄表技术是利用现代通信技术和计算机技术，结合电能表技术，实现电力企业减人增效、提高经济效益的技术措施和手段。本节课将构建电力负荷无线实时监控系统。（一）电力负荷无线实时系统介绍本次课将建立一个能实现数据采集并通过无线模块传送给上位机的硬件模型，模拟电力负荷无线实时系统的控制。系统数据传输框图见下图。电力负荷无线实时系统数据传输框图数据采集部分我们用一只4.7K可调电阻给ADC0809输入0—5V的模拟电压，来模拟电表的用电量，经A/D转换成数字信号送单片机；单片机接收到这个模拟的用电信息后，一方面通过数码管显示出用电量读数，代表电度表的窗口读数，另一方面这个用电量读数通过该单片机的串行通信口传送出去。然后，这个用电数被送至KYL-610无线传输模块，调制成433MHz的载波信号向空中发送出去。对于数据的接收，同样也用KYL-610无线传输模块作为接收解码处理端，解调出的用电读数通过RS-232标准串行接口送上位机处理；上位机采用个人计算机，预装KYL-610无线通信串口调试程序，该应用程序使用简单，在网上很容易下载到。（二）数据采集系统数据采集技术是微型计算机应用技术的重要分支。外部现实对象(广义的外部设备)通过接口和计算机交换信息，在现实对象中．信息表现为不同的形式并有明确的物理意义，输入到计算机内部后部变成二进制数，统称为数据。数据经过计算机的加工处理再作用到现实对象，又变成具体的物理信号。其原理如下图所示：数据采集系统原理框图数据采集系统一般包括模拟信号的输入输出通道和数字信号的输入输出通道。数据采集系统的输入又称为数据的收集；数据采集系统的输出又称为数据的分配。1、数据采集系统的分类数据采集系统的结构形式多种多样，用途和功能也各不相同，常见的分类方法有以下几种：根据数据采集系统的功能分类：数据收集和数据分配；根据数据采集系统适应环境分类：隔离型和非隔离型，集中式和分布式，高速、中速和低速型；根据数据采集系统的控制功能分类：智能化数据采集系统，非智能化数据采集系统；根据模拟信号的性质分类：电压信号和电流信号，高电平信号和低电平信号，单端输入(SE)和差动输入(DE)，单极性和双极性；根据信号通道的结构方式分类：单通道方式，多通道方式。2、数据采集系统的基本功能数据采集系统的任务，具体地说，就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机，根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。与此同时，将计算得到的数根进行显显示和打印，以便文现对某些物理量的监视。由数据采集系统的任务可以知道，数据采集系统具有以下几方面的功能:数据采集、模拟信号处理、数字信号处理、开关信号处理、数据存储、打印输出、人机联系等。3、数据采集系统的结构形式从硬件方向来看，目前数据采集系统的结构形式有两种：一种是微型计算机数据采集系统；另一种是集散型数据采集系统。微型计算机数据采集系统是由传感器、模拟多路开关、程控放大器、采样/保持器、AD转换器、计算机及外设等部分组成。集散型数据采集系统是计算机网络技术的产物，它由若十个“数据采集站”和一台上位机及通信线路组成。数据采集站一般是由单片机数据采集装置组成。位于生产设备附近，可独立完成数据采集和颈处理任务，还可将数据以数字信号的形式传送给上位机。（三）电力负荷无线实时系统电路原理图电路原理图（四）程序代码分析并调试编译程序见教材。（五）在Proteus中仿真本次任务实为项目七中各个知识点的综合应用，通过完成本次任务对单片机的数据采集系统硬件和软件有一个较为全面的了解，为后续的学习工作提供良好的基础。设计一个实现对某个楼宇的12个住户电表表数据采集、存储、处理、传输等工作，使每一位住户的电表数据准确传递给物业公司的中央控制室，以便查抄。案例导入（由实际案例引导学生思考，引出课程内容）讲授法（着重讲解电力负荷无线实时系统的基本知识，学生听课、做笔记及思考）讲授法（结合图讲解数据采集系统的原理，学生听课、做笔记及思考）讲授法（着重讲解数据采集系统的分类、功