姓名专业班级论文名称指导教师目录摘要 (1)一、选题背景 (2)1.1课题概述 (2)1.2技术背景 (2)二、用户需求分析 (7)2.1技术需求 (7)2.2功能需求 (7)三、概要设计 (8)3.1系统的构成 (8)3.2系统的主要功能及特点 (9)四、详细设计 (10)4.1数据库设计 (10)4.2系统界面设计 (14)4.3系统程序设计 (27)五、关键技术 (51)5.1构造合适的16进制通信数据 (51)5.2串口通信发送16进制数据实现 (54)5.3串口通信接收硬件返回的16进制数据的实现 (55)5.4分析硬件返回数据转换为用户可读数据 (55)六、安装与使用说明 (59)6.1安装说明 (59)6.2使用说明 (59)6.3注意事项 (59)七、致谢 (61)八、参考资料 (62)摘要智能电表管理系统是为了在物业管理中对用电状况进行智能化管理的解决方案，使得电能的管理更加简洁、人性化和自动化。

目前企业宿舍、公寓用电管理是其中重要的一个环节，同时随着电力系统及其相关产业的发展以及电能管理系统的不断完善，且伴随着计算机技术、通信技术、网络技术和控制技术的交叉和综合发展，人们进入了高度发达的信息时代。

本系统就是结合这些发展中的优势资源而融合出来的产品，可以让使用者更方便快捷的享受高科技所提供的服务。

智能电表管理系统主要有计算机、智能电表、数据库、服务器等各部分组成，对各个楼栋的电表实行用电管理，此管理系统可以高效快捷的完成任务，省去了传统普通电表需要定期派专人上门抄表催收电费等耗时费力的工作。

系统采用C#语言在Microsoft Visual Studio 2005集成开发平台上进行编程开发，并使用微软的SQL Server 2005数据库存储数据以提高数据的安全性，系统使用了SerialPort控件组织十六进制数据实现了串口通信功能。

系统共包含四项主要功能，一、包括数据库管理功能，系统采用的数据库设计科学合理，字段命名规范，键值设置合理，易于后期的维护和管理；二、具有用户信息管理功能，可以进行(1)操作员信息管理，编辑用户使用权限.(2)电表信息管理，可以查看并修改住宅小区的用户电表信息.(3)楼栋信息管理，可以查看并修改小区内楼栋的名称及楼层数量.(4)用户用电记录查询，可以多条件查询用户的用电信息；三、系统同时具有串口通信功能，可以完成(1)显示当前正向有功总电能.(2)查询电表地址.(3)通断电控制；四、系统还具有权限管理功能，任何越权操作都将被拒绝，当用户具有较高使用权限时才可以使用系统中的较多功能，例如”admin”用户可以更改系统中其他操作员的使用权限，提高系统管理的质量与效率。

关键字：智能电表管理系统；C#；Visual Studio 2005；SQL Server 2005一、选题背景1.1课题概述物业系统是一个庞大的管理体系，企业宿舍、公寓用电管理是其中重要的一个环节，企业宿舍、公寓内偷电、漏电、超负荷用电等现象一直是困扰物业管理的普遍问题；近几年随着经济的飞速发展，企业宿舍、公寓内电脑以及各种电器逐渐的普及，导致用电量与日俱增，以往的单一照明用电已不能满足日常需求，同时企业宿舍、公寓电费开支日益增多，各单位也不时出现用电安全问题。

目前在社区、公寓使用的智能电表管理系统主要是能符合当今各大单位物业关于对公寓用电管理改革的所有需求，并彻底解决以往偷电、漏电、管理混乱等诸多问题。

基本实现了自助购电、用电科学收费、安全管理等多项功能。

由此可见，智能电表管理系统将是物业用电管理发展的必然趋势。

传统普通电表需要定期派专人上门抄表催收电费，工作量大，给公寓供电集中管理带来很多的不便。

例如需要将众多的电表集中安放到一个专门的房间要占很大的空间，此外，其工程的复杂性及后续结构、电器的配置等费用也比较昂贵，同时仍需派专人催收电费。

鉴于以上有原因我们有必要开发出一种帮助物业管理人员管理智能电表的软件系统，可以完成的功能包括：(1)发送串口通信数据操作硬件。

(2)读取硬件接口返回的数据。

(3)读取数据库，将信息显示至操作界面。

(4)对用户的用电额度进行多条件选择查询。

(5)对操作员编辑完成的数据，准确的写入数据库。

(6)对使用电表系统的用户进行权限管理。

本系统主要使用C#语言在Microsoft Visual Studio 2005集成开发平台上编程实现，智能电表系统的业务数据主要由SQL Server 2005数据库存储以保证其安全性，系统的总体界面尽量具有美观性、人性化、简洁性，由系统维护的数据库在操作过程中也尽量做到安全可靠。

1.2技术背景伴随着电力系统及其相关产业的发展以及电能管理系统的不断完善，电能表的结构和性能也经历了不断更新、优化的发展过程：由最初的感应电能表，发展到后来的感应系脉冲电能表，直到现在的纯电子式电能表。

随着计算机技术、通信技术、网络技术和控制技术的交叉和综合发展，人们进入了高度发达的信息时代。

现代化的电能管理模式，需要访问电能表的很多信息，同时决策还要与电能表进行双向通讯。

由于数字型电能表是以微处理器为核心，所以功能容易扩展，容易和配电自动化系统集成，所以数字型电能表有取代传统感应式电表的趋势。

(1) 电能表的历史及发展趋势作为测量电能的专用仪表电能表，自诞生至今已经有一百多年的历史。

随着电力系统及其相关产业的发展以及电能管理系统的不断完善，电能表的结构和性能也经历了不断更新、优化的发展过程：最初的感应电能表，发展到后来的感应脉冲电能表，直至现在的纯电子式电能表。

感应式电能表是利用处于交变磁场的金属圆盘中的感应电流与有关磁场形成力的原理制成的。

感应脉冲电能表仍然采用感应式电能表的测量机构作为工作元件，有光电传感器完成电能脉冲转换，然后经电子电路对脉冲进行处理，从而实现对电能的测量。

纯电子式电能表的原理是采用电子电路对脉冲进行处理，从而实现对电能的测量。

纯电子式电能表的原理是采用电子电路来实现电能计量，所以电子式电能表的共同特点是采用乘法器，更具所依托的乘法器为模拟的还是数字的可分为模拟乘法器型电子电能表和数字乘法器型电子电能表。

感应式电能表已经完成它的历史使命。

因为感应式电能表有着无法克服的缺陷。

首先，机械磨损是感应式电能表无法克服的缺陷，磨损的后果是表越走越慢。

其次，偷窃电现象严重：感应式电能表由于电流、电压接线端子外露，很容易采用改接线或倒表手段进行偷窃电，这是包括我国在内的发展中国家普遍存在的严重问题。

再次，抄表方式单一落后：感应式电能表采用的是人工登门手工抄表，抄表人员要走家串户上楼、下楼，这种原始的查表方法不仅造成了人力、物力的浪费，而且在查表时会打扰居民的正常生活，甚至给居民带来安全隐患，这与现代化用电管理极不适应。

未来电能表有以下几个发展趋势：1.电子式电能表全面替代感应表电子式电能表之所以能取代感应表而成为市场的宠儿，有诸多的优势：(1)可靠性：精度长时间不变、无须轮校、无安装、运输影响等;(2)准确度：宽量程、宽功率因数、启动灵敏、防潜可靠等；(3)功能：可实行集中抄表、多费率、预付费、防窃电、多功能等；(4)性价比：性价比高、可预留扩展功能、受原材料涨价影响小等。

2. 液晶显示器加速替代字轮计度器液晶显示器之所以能获得越来越多的客户的认可，主要是因为：(1)液晶显示器的可靠性和寿命得到行业的普遍认可；(2)液晶显示器能显示更多信息(汉子提示、多排显示等)；(3)集中抄表数据和人工读表数据的一致性要求；(4)液晶显示器功耗低，可以停电时显示；(5)液晶显示器在黑暗中还可以采用背光显示。

3.防窃电要求进一步加强随着窃电方式的更加多样化和隐蔽化，对电能表防窃电的要求也越来越高，机械表对此已越来越力不从心，电子式电能表则表现出强大的优势。

目前窃电的主要方式有：干扰计量元件，更改接线方式，打开表盖更改为内部线路或数据等。

4.具有通信接口尤其是RS485接口成为趋势随着抄表到户的逐步实施以及电力部门的体制改革，自动抄表成为用户强烈的需求，因此越来越多地要求电表配备通信接口。

电表配备RS485接口具有成熟和性价比的优势，适合未来采用更新、更好的通信技术，因此成为用户目前较为理想的选择而逐步成为标准配置。

(2)抄表方式的现状及其特点目前，国内抄表方式有人工抄表、有线远程抄表、无线远程抄表。

人工抄表模式有产品生产和运行成本低的优点，但是也有很难以克服的缺点：①由于人为因素的存在，抄表质量难以保证。

②不利于大批量数据处理，需要人工输入和校验，增加电力部门人员编制。

③入户抄表难度大，而且需要抄表人员爬楼，增加抄表人员的工作量。

无线抄表模式是指采用无线通信方式来实现远程抄表的方式。

主要有以下两种实现方式：一种方式是大功率无线传输，利用固有的无线服务运营商的网络：如GSM、GPRS、CDMA 网等实现远程抄表，该方式使用范围广，通信成功率高，无需额外申请频段。

另一种方式是手持无线超标装置或车载无线抄表装置，属于小功率无线传输，这种方式必须首先向有关部门申请频段，且信号只能在一定的范围内有效，抄表范围较小如一个生活小区。

用无线自动抄表技术，不仅能节约人力资源，更重要的是可提高抄表的准确性、实时性，使管理部门能即时准确获得数据信息。

但是，无线抄表技术投入巨大，在短时间难以取得明显的经济效益。

有线抄表模式可以分为以下几类：1.基于有线电视宽带的自动抄表它是将用户的用电数据通过特殊的电视信号，将之转换为能在有线网上传输的信号，然后进行解调，达到信息通信的目的。

但在硬件实现上存在较大难度、可行性差，有待理论和技术上进一步的突破。

2.基于电力载波的远程抄表基于电力线载波的远程抄表技术以低压电力线为通信媒介，用户终端的用电数据与集中器之间的通信通过电力线载波技术来完成。

3.基于总线技术的远程抄表①基于RS485总线技术的远程抄表用户的电能表通过总线与集中器连接，一个小区安装一个或多个集中器进行数据采集，数据采集一次性抄读成功率及可靠性较高。

②基于LONWORKS技术的远程抄表LONWORKS网络是通过一种或多种通信媒体相互连接的智能化设备或节点构成的，具有开放的技术标准、较好的互换性及可构造性和优良的可靠性。

这种抄表方式的核心是芯片Neuron，通过该芯片来完成数据的采集、处理以及与上位机的通信等等。

(3)软件系统架构C#语言C#是一种精确、简单、类型安全、面向对象的语言。

说到C#，就不得不先得简单介绍一下.net。

到底什么是.net呢：按照微软的定义为：.net代表一个集合，一个环境，它可以作为平台支持下一代Internet的可编程结构。

C#是.net的代表语言。

1.首先，它完全支持面向对象。

2.支持分布式，之所以有C#是因为微软相信分布式应用程序是未来的趋势，即处理过程分布在客户机和服务器上。