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基于STM32和GPRS远程终端防盗电控制系统设计

摘要：随着社会的发展，传统的手工抄表方法已不能满足社会发展的需要。人们迫切需要学习抄表的新方法，以改变传统阅读抄表方法造成的高成本和控制不便。由于微电子，计算机技术和现代通信技术的发展，抄表技术取得了巨大成功。国内外许多大学和企业都研究开发了远程抄表系统。基于STM32GPRS远程终端控制系统是基于计算机技术，通信技术的应用系统：数据采集，传输和处理，以及阅读技术柜台和技术进步的发展。远程抄表系统主要管理水，电，气，热资源的智能测量。远程抄表系统将数据采集，信息传输和终端管理集成到一个单元中，实现智能资源管理。

关键字：远程传输，STM32模块，CC1101模块，AIR模块。

 

目录

第一章  序言 4

1.1简述远程抄表背景 4

1.2国内外远程抄表现状 4

1.3防盗电技术的研究意义 5

1.4防盗电系统研究内容 6

第二章 解决思路与方案 6

2.1基于stm32的GPRS远程传输方案 6

2.2方案二：基于无线传感网络的无线遥感方案 6

2.3方案对比 7

第三章 硬件构造与程序设计 7

3.1 系统组成 7

3.2 STM32模块 8

3.2.1 STM32核心处理器 8

3.2.2 电源模块设计 9

3.2.3 USB接口模块 9

3.2.4 SPI串口部分 10

3.2.5 STM32模块收发数据程序 10

3.2.6  STM32串口收发数据程序 11

3.3 CC1101模块 12

3.3.1 CC1101模块简介 12

3.3.2 CC1101无线通信模块的硬件设计 13

3.2.3 CC1101的主要功能 13

3.2.4 CC1101的收发程序设计 14

3.4 AIR模块 17

3.4.1 AIR202模块简介 17

3.4.2 AIR硬件设计 17

3.4.3 AIR模块收发程序 19

3.5 GPRS数据传输部分主要程序 21

第四章 程序运行与测试 22

4.1 硬件选型 22

4.2程序调试 22

总结 22

致谢 23

参考文献 25

 

第一章  序言

1.1简述远程抄表背景

随着社区发展，传统的手工测量方法太过缓慢，效率低下，已无法跟上快节奏的社会发展和生活需求。由于传统的测量读数即将被淘汰，人们需要快速研究新的测量方法，以改变效率低下以及管路困难的问题。随着整个社区和技术的发展，以及安全问题的重要性，微电子技术，计算机技术和现代通信技术的发展，测量读取技术取得了长足的进步。国内外许多大学和公司都研究了遥控抄表系统的设计。远程抄表系统它是基于整个计算机技术和通信技术的数据采集，传输和处理的应用系统。它是测量读取技术和技术进步的发展。远程抄表系统主要控制水，电，气和热的智能测量。远程抄表系统将数据采集，信息传输和终端管理集成到一台设备中，实现智能资源管理。

1.2国内外远程抄表现状

像一些发达国家对于远程抄表技术的研究开发最早是在上世纪七十年代,远程抄表系统从上个世纪的八十年代左右在实际投入于美国使用后在世界其他地方发展迅速。目前，一些发达国家，瑞典、德国、法国等，被广泛应用于智能终端抄表系统的许多部分替代原来的电表读数在大部分的技术应用中都已经取得了质的飞跃。

远程抄表系统的发展相对于其它类型的仪器，抄表系统是比较晚的制定相关条款和实施市场化操作的，大部分电表人工挨家挨户抄表方案。远程抄表技术在国外积累了大量的开发和应用经验。自1970年以来，米开始出现在欧洲国家，他们会应付分户计量，支付家庭抄表问题。到目前为止，数以百万计的测量已经说明了该应用的实用性，澳大利亚依靠电信电源线，数据表的远程抄表技术在1995年迅速发展，民族的最大的电力计量和计费系统成功投入运行，这是远程技术在新的开发布局中的具体应用。

中国在远程抄表系统相对于国外的发展起步较晚，20世纪90年代初从国外到自主研发推出相对缺乏稳定性等方面的综合性能。近年来，国内一些大学和公司致力于抄表技术的研究，如山东潍坊微科技有限公司等，但并不特别技术成熟和完善。还有一些技术问题有待突破，以减少运营成本。从市场的角度看，由于中国采用了基于电力线载波方案一“形式”的政策已经执行了许多实验和样机试验。事实上，即使引进AMR等多种技术于过去，电力线通信仍然是最方便的通信介质。相较于几年我们取得了巨大的成就米的基础上，对整个小结果航母计划测试探头。目前，主要的原因采取其他竞争技术，它没有其他选择。

就目前而言，在我们国内，远程电量监控系统是结合计算机技术以及通讯技术在无线网络上传输信息，这信息是电量监测终端的实时变化的信息。远程电量监控系统会把这些信息传输给计算机，计算机会将这些信息进行存储并且处理，然后会生成数据表，相关管理者会对这些表进行整理，由此得出及时准确的电量信息，为远程电量监控的事实提供强有力的数据支持，也有利于电网运行的提高，同时对自动化管理也有所提高。

随着科技的进步，传输的规模越来越广，周围的情形也越来越复杂，需要把信息传送到越来越多的目的地，对一些设备的要求越来越高，比如说用户接口需要达到更高地要求，还有驱动器的要求也要达到更高的要求。而且其系统结构的密度也会变得越来越小。由于其结构多样化，布置间距跨距离比较长，同时要求网路中要分部在多种不一样的平台。有线传输是不能够解决这些技术难题的。随着计算机的硬件功能越来越强大，而且需要的价格也越来越低，计算机网络系统使用范围逐渐超过了远程传输系统。

  到目前为止，有线介质是计算机网络的主要传输介质，构成有线介质的是光缆和电缆，其最根本的缺点是：其线路极易受到破坏，而且布置线路以及改造线路需要的工作量非常大。而且网络中的各个节点是固定不能动的。尤其是把两个相距很远的站点接入互联网时，假如我们采用电话线作为传输介质时，就会有许多缺点，比如说，低速率，高误码率，可靠性差等缺点。而当我们把专用通讯线路作为传输介质时，也会有许多的缺点，比如说，布置线路的施工量难度大，而且需要的价格也很高，并且需要大量的时间来施工。远程传输被这些问题限制着。而恰好计算机无线局域网具有以下优点，如不需要布置线路，安装所需要的时间短，而且比较容易维护，用户容易移动和增加节点的优点。

1.3防盗电技术的研究意义

窗体顶端

当前无锡市实行阶梯电费为:一档电量是230度,电度单价为0.5283元/度;

第二挡的范围是231到400度，总共是170度，在第一档的单价上加上0.05元/单价程度，即0.5783元/度的当前单位价格; 401度的第三档，电价加0.3元/度的单位价格。

如果您使用的是峰谷分时电价，实现了阶梯电价后，按照“先最高后阶梯”的计算，这是不是在同一时间超过一个档计算，基于最大和最小用电量电分别计算。当多于一个档，除了峰值充电，过量的功率可以增加每度0.3和0.05元。

家庭正常用电的情况下基本在二档内是完全够用的，但是当前很多小微企业也是使用家庭供电，这会导致用电量过大从而产生偷电行为，尤其是在当前区块链技术发展越来越快的情况下，由于挖矿产生的盗电行为也越来越多，所以中国当前很有必要开发一种防盗电的技术。

1.4防盗电系统研究内容

本文主要通过STM32单片机、CC1101硬件、AIR202硬件，GPRS通讯手段建立一个防止用户私自打开电表从而产生的盗电行为，一但电表箱被打开，CC1101会断电从而发送数据到STM32单片机，再通过AIR202使用GPRS方式将信息传递到上位机，及时通知管理人员。

 

总结

对于本次毕业，我的初衷就是带来一款设计简单、安全且很实用的远程终端管理系统，让人们用的舒心且方便。本次设计功能十分完善，人性化十足，操作简单。

首先，我在这里采用了稳定性很高的单片机STM32，对于这种控制性要求比较高的设计，选择一款稳定的单片器是很重要的，他不仅仅稳定性好，其实它的操作也比较方便，是一款很实惠的单片机。

经过这么久的设计实验，对于该设计，我也发现了一些缺点，尽管我已在尽量优化它，但还是存在着一些小小的缺点，比如它只是智能方面的一个测试应用，还不能做到完全智能，所以还存在很多方面可以改进的。本设计可能还存在着不美观的表现，这对于当今追求美观的大潮流可能是很大的缺点。

随着通讯技术的发展，基于GPRS的无线数据传输已经成为了热点和重点。计算机与通讯技术的不断进步，不仅很大程度上促进了工业领域的发展，而且在其他领域，比如也促进了信息化与自动化的发展。通讯产业发展最为迅速。基本论文是利用stm32作为最小处理系统，利用AIR202模块设计出该系统，即基于stm32的GPRS的远程数据传输系统。

基于stm32的GPRS的远程数据传输系统以stm32为最小处理系统，实现临场的数据采集以及远程的数据传输。当stm32把接收到的数据传给air202模块后，air202模块会将数据自动打包成TCP/IP形式，因此可以通过网络传输数据给服务器。

本论文所涉及的模块主要包括:AIR202模块，stm32模块，电源模块，CC1101模块，CC1101模块也叫做数据采集模块，主要用来收集监测端收集的数据，并进行模数转换，将模拟量转变成数字量，因此该模块具有一定程度的通用性，收集到的数据可以来自不同的数据源，stm32单片机通过串口数据的收发，通过指令从CC1101模块接收到数据，并且把数据发送给AIR202模块。并控制各个部分的控制。AIR202模块的主要作用是转发采集到的数据，并且接入英特网。电源模块的主要作用是为系统提供持续稳定的电压与电流。

 

参考文献

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