远程抄表系统设计 - 图文

查询标志，如果设置为允许中断，将引起中断，CPU再发送下一帧数据。接收时，需预先置位REN(SCON.4)即允许接收，接收方按设定的波特率将对方发来的数据由低位到高位顺序进入移位寄存器，当一帧数据到齐接收缓冲器满，置位接收中断标志RI(SCON.0)，该位可作为查询标志，如果设置为允许中断，将引起接收中断，通过读SBUF，CPU即可将这帧数据读入。 2. 波特率的设定 在串行通信中，收发双方对发送和接收数据的速率(即波特率)要有一定的约定，51的波特率发生器的时钟来源有两种，一是来自系统时钟的分频值，由于系统时钟的频率是固定的，所以此种方式的波特率是固定的，另一种是由定时器1提供，波特率由Tl的溢出率控制，T1的计数初值是可以软件改写的，因此是一种可变的波特率方式，此时T1工作于定时方式2。波特率是否提高一位由PCON的SM0值确定，SMOD=l时波特率加倍。 3. 串口的工作方式 串行口的工作方式有四种：由SCON中的SM0、SM1定义，编码及功能如表4.2所示： 表4.2 串行口的编码与功能 SM0 0 0 1 1 SM1 0 1 0 1 方式 0 1 2 3 功能 移位寄存器方式(用于扩展I/O口) 8位UART，，波特率可变(Tl溢出率/n) 9位UART，波特率为fosc/64或fosc/32 9位UART，波特率可变(Tl溢出率/n) 在这四种工作方式中，串行通讯只使用方式1、2、3。方式0主要用于扩展并行输入输出口。根据本系统的需要，采用工作方式1，在这里只简单介绍工作方式1：将SM0、SM1位设置为0、1，则串口工作在工作方式1，此时串行口是一个10位异步串行接口(UBRT)。这里传送的一帧长度为10位，包括l位起始位、8位数据位和1位停止位，不包括奇偶校验位。RXD为数据接收端，TXD为数据接收端，波特率由定时/计数器T1的溢出率决定。 利用串口接收和发送数据的程序流程图如图4.5、4.6所示 开始开始T1初始化，启动T1T1初始化，启动T1设定串行通信方式并设定允许发送设定串行通信方式并设定允许接收发送数据接收数据TI=1?是清TI修改地址指针和块长度计数器否全部数据发送完？是返回否RI=1?是清RI修改地址指针和块长度计数器否全部数据接收完？是返回否 图4.5 串口发送数据流程图 图4.6 串口接收程序流程图 3.4 本章小结 本章对远程自动抄表系统的软件设计作了详细的介绍，包括主程序的设计、中央系统软件的特点和各个子程序的流程图以及实现方法的说明。基本实现了远程自动抄表对监测点数据的远程采集和实时监控的功能。 第四章 总结与展望 4.1 总结 随着无线通信技术的发展，GPRS产品在数据传输领域的应用日益广泛。将GPRS技术引入到电力系统应用中，是一个非常新的思路，本文所做的主要工作包括： 1. 基于GPRS的电能远程自动抄表系统的构建 通过方案对比，本文构建了底层通信基于RS-485总线传输，上层通信基于GPRS无线网络相结合的远程复合式自动抄表系统。分析了基于GPRS通信的三种组网方式，由于GPRS是支持IP协议的，组网方面可以采用通过GPRS接入Internet的方式，从而在整体上完成对远程自动抄表系统的构建。 2. 自动抄表数据采集终端的硬件设计 自动抄表数据采集终端的硬件设计包括微控制器与GPRS模块的外围和接口电路设计。微控制器选用8为的单片机AT89C51，GPRS模块采用SIMCOM公司的SIM100模块。该终端硬件结构简洁，系统功耗低，运行稳定可靠。 3. 自动抄表数据采集终端的软件实现 软件设计方面，详细的设计了抄表系统实现的程序流程图并对其做了说明。 该终端不仅满足电力系统应用的需求，而且还可以用在其它的远程无线监控系统中，具有广阔的应用前景。 4.2 展望 抄表系统要达到可靠、准确运行的要求，必须解决其计量的准确性和可靠性的问题，而要真正解决准确性及可靠性问题，就必须改变以脉冲信号累计为计量方式的抄表方式。近年来市场上推出了无源总线制的智能型直读表抄表系统，这种直读式抄表系统将代表了今后抄表系统发展的一个方向。智能型直读表具是在传统的表具内加装直接读表的电子模块，其可行性和适用性都是原有脉冲表及分线型抄表系统不可比拟的，主要有以下功能特点： 1)无源总线制直读表直接感应表具的窗口值，即直接“读取”窗口值，不需要脉冲转换、累计、换算，没有累计误差。解决了目前以累计脉冲方式工作的系统易受干扰而导致读数和系统累计计量值不一致的问题。 2)系统在抄表时不需设置表底数、表常数等参数，无需存储数据，真正实现了“读表”计量。 3)直读表具内的电子模块与表具内的计读器等装置没有机械接触，不影响计量精度。直接传送数字信号而非脉冲信号，抗干扰性好。不仅不受机械振动影响，同时也不受电磁干扰的影响，所以在复杂的使用环境下能稳定、准确、可靠地实现计量。 4)表具内没有电源，直读装置在抄表瞬间加电工作。表具的电子部分平时不工作，读表瞬间由采集器或手持终端通过网络布线供电。由于内部不设电源避免了传统方式由于供电不稳定或故障引起的计量误差及大量的维护工作。使得整机故障率和功耗大大降低，使用寿命更长。 综上特点，直读远传表将成为未来的主流表具，但是不管采用何种方式，表具必须具备直接输出数据的功能，系统采用总线制结构将成为主流。总之，自动抄表技术发展迅速，应用市场成熟。借助先进的技术，未来的自动抄表系统必将更加完善，将给人们的生活和社会的生产带来更大的方便，推动整个社会的经济快速发展。 参考文献 1. 郑尧,谭玉玲. 电能计量技术手册[M]，北京：中国电力出版社，2002，21-22. 2. 杨瑞霞.基于GPRS电力无线抄表系统的设计与研究[J]，电测与仪表，2007，44(9)：30-32. 3. 穆维新.现代通信网技术[M]，北京：人民邮电出版社，2007，127-129. 4. 祝小红,周敏.电能计量[M],北京：中国电力出版社，2007，185-186. 5. 求是科技.单片机通信技术与工程实践[M],北京：人民邮电出版社,2005，408-411. 6. 张媛媛.基于短消息模式的学生家校通信息管理系统的设计(D)，吉林：吉林大学，2006 7. 任子真，李琳.基于GPRS的智能电表的设计[J]，电测与仪表，2007，54(11)：25-29. 8. 王月志.电能计量[M]，北京：中国电力出版社，2004，253-257. 9. 余海涛，张丹平，基于RS-232/RS-485接口转换器的半双工通信[J]，工业控制计算机，2002，15(11)：53～54. 10. 裴林民.基于GPRS的数据采集系统的设计与实现(D)，贵州：贵州大学，2007 11. 朱兆优，林刚勇，王耀南．智能住宅小区自动抄表系统设计[J]，计算机测量与控制，2003，11(8)：600～602. 12. 汪金积，孙自强．基于RS-485总线的多机通信在智能化小区的应用[J]，自动化仪表，2004，25(3)：57～60.