基于MSP430fw427和M-BUS的智能熱量表的設(shè)計.pdf

1、自從《中華人民共和國節(jié)約能源法》1998年1月1日起施行以來至今已有13個年頭了，但至今仍未得到很好的貫徹。去年12月在哥本哈根世界氣候會議上公布的調(diào)查結(jié)果表明，中國最近已經(jīng)超過美國成為最大的二氧化碳排放國。如今，我國大部分地區(qū)依然采用總閥式供暖方式，以住宅面積作為供熱計費依據(jù)，這種方式無法調(diào)動用戶和供熱企業(yè)節(jié)能的積極性，導(dǎo)致了供熱能量的極大浪費。因此，供熱改革勢在必行。
　　 由于歐洲熱網(wǎng)的水質(zhì)較好，歐洲熱量表的防堵塞功能相對

2、較差，而我國供暖水網(wǎng)條件較為惡劣，所含雜質(zhì)較多。另一方面歐洲熱量表的價格較為昂貴，直接引進歐洲熱量表不適合中國的國情。目前國內(nèi)也已經(jīng)有許多廠家進軍了熱量表市場，但性能效果上均存在其各自的不足：有的只具備計量功能，有的熱量計算不科學(xué)，計量精度不好，不符合行業(yè)標準，有的數(shù)據(jù)安全性不夠。而且當(dāng)今存在的熱計量產(chǎn)品，在應(yīng)用后還是采取人工抄表的方式，費時費力，做不到實時監(jiān)控。
　　 本文針對目前國內(nèi)熱計量收費改革對熱量表迫切需求的現(xiàn)狀，在分

3、析熱量表工作原理的基礎(chǔ)上，經(jīng)過深入調(diào)研，嚴格按照《熱量表》標準CJ 128-2007，從溫度測量、流量測量、儀表供電和數(shù)據(jù)傳輸?shù)葞讉€方面對現(xiàn)有熱量表進行了改進，設(shè)計了一種具有溫度控制功能的高精度、低功耗、低成本的無磁式戶用熱量表。
　　 本文首先介紹了熱量表研制的背景和意義，并對熱量表硬件的主要組成部分(積算儀，配對溫度傳感器以及流量傳感器)進行了比較分析，選擇了TEXAS INSTRUMENT公司生產(chǎn)的MSP430fw427單

4、片機作為主控器。MSP430fw427是專為流量測量而設(shè)計的一款單片機，內(nèi)嵌的無磁掃描接口模塊可以使流量測量部分具有體積小、精度高、功耗低的特點。MSP430fw427單片機集成了一個精密模擬比較器和定時器，利用這個比較器和定時器，能夠?qū)崿F(xiàn)性價比較高的模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)熱量表的溫度測量。為了使熱量表的數(shù)據(jù)向上位機傳送，熱量表必須具備通信功能，考慮到現(xiàn)有的無線數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，抗干擾能力較差，決定采用儀表總線進行數(shù)據(jù)通訊，并利用儀表總線(M

5、-BUS)對熱量表表進行遠程供電，蓄電池后備供電，儀表總線接口芯片采用TSS721A終端收發(fā)芯片。
　　 在硬件電路設(shè)計方面，對熱量表終端的各個功能模塊電路進行了詳細地說明，其中包括主控電路、溫度測量電路、流量測量電路、溫度控制電路、光電接口電路以及儀表總線接口電路等。
　　 在軟件方面，本文對熱量表終端系統(tǒng)的主程序設(shè)計流程進行了整體的分析，并對各個功能模塊如溫度檢測、流量檢測、溫度控制以及通訊等子程序進行了詳細的說明，