摘要:在我国的社会总能耗中，建筑物能耗所占比重越来越大，尤其是大型公共建筑物的高耗能问题日益突出。为了给建筑物节能减排提供有效数据以便作出合理的节能方案，本文设计了一个建筑物能耗动态监测系统。 

建筑物能耗动态监测系统是一个能耗数据自动采集和传输系统。它主要由数据采集模块和数据通信模块两大部分组成。其主要工作原理是：通过测量仪表计量建筑物内各类能耗（包括水量、电量、暖气流量、温湿度）用量，利用微控制器接收测量仪表输出的相关能耗数据信号，通过编程获得能耗数据，然后按照设计的通信协议与上位机通信，从而将数据上传给上位机以供进一步分析处理。

本能耗监测系统以ATmega128单片机为主控制器，采用C语言进行编程来实现对水表、电能表、流量计、温湿度变送器信号的接收和处理。利用RS-485总线构建能耗监测网络，通过自行设计的通信协议与上位机通信，将数据上传到上位机供进一步统计、处理，从而达到实时监测的目的。

 

关键词 公共建筑能耗；监测系统；ATmega128；RS-485总线

 

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 选题背景-1

1.2 国内外研究现状、发展动态-1

1.3 本课题研究的主要目的和意义-2

1.4 本课题的主要研究内容-2

2 系统整体设计方案-3

2.1 系统总体设计与框图-3

2.1.1 能耗监测系统的基本工作原理-3

2.1.2 能耗监测系统的基本组成-3

2.1.3 能耗监测系统的网络布点-3

2.1.4 能耗监测系统的网络拓扑-5

2.2 系统器件的选型-7

2.2.1 所用器件简介与器件选型原则-7

2.2.2 测量仪表选型-7

2.2.3 主控制器选型-12

2.2.4 RS-485收发器选型-14

2.2.5 RS-485中继器选型-15

2.2.6 RS-232/485转换模块选型-16

2.3 本章小结-17

3 能耗监测系统的硬件电路设计-18

3.1 核心控制模块-18

3.1.1 ATmega128最小系统电路-18

3.1.2 拨码开关电路-18

3.1.3 RS-485接口电路-19

3.1.4 调压电路-19

3.2 电能表与单片机的接口电路-20

3.3 水表与单片机的接口电路-20

3.4 涡街流量计与单片机的接口电路-21

3.5 温湿度变送器与单片机的接口电路-21

3.6 本章小结-22

4 能耗监测系统的软件设计-23

4.1 软件总体设计方案-23

4.1.1 软件设计的主要任务-23

4.1.2 系统功能模块化分析-23

4.1.3 开发平台简介-23

4.2 主程序的设计-23

4.3 子程序的设计-24

4.3.1 数据采集子程序的设计-24

4.3.2 通信子程序的设计-33

4.4 本章小结-42

5 程序的下载与调试-43

结论-44

致谢-45

参考文献-46

附录-47