【正文】 5)幢信息管理:對幢信息進(jìn)行管理，增加，刪除，修改幢信息。該模塊主要實(shí)現(xiàn)了氣價管理，打印，查詢統(tǒng)計管理，繳 費(fèi)管理、查詢用戶當(dāng)前計費(fèi)周期和以往的數(shù)據(jù)、交費(fèi)結(jié)算，如用戶用氣量查詢，抄表記錄查詢，故障查詢等。 2)用戶需求描述了用戶使用產(chǎn)品所能完成的任務(wù)。 本章通過系統(tǒng)需求分析，定義了中心管理系統(tǒng)系中的功能模塊，并采用UML對系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)描述。同時手持機(jī)程序通過調(diào)用down_pro()函數(shù)進(jìn)入下載程序模式。 pRec:指向要添加記錄的地址單元。 1)通訊初始化本文中通訊采用無線波特率為1200，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位，無奇偶校驗(yàn)，采用二進(jìn)制編碼。接收方在接收到數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)的相應(yīng)字段進(jìn)行累加后再與校驗(yàn)字節(jié)相比較，比較結(jié)果作為判斷數(shù)據(jù)傳輸是否出錯的依據(jù)，這是提高系統(tǒng)抗干擾能力的一個重要環(huán)節(jié)，大小占一個字節(jié)；6）報尾:數(shù)據(jù)包的結(jié)束字節(jié)，代表一個數(shù)據(jù)幀的結(jié)束，固定為BBH。如果手持機(jī)的數(shù)據(jù)清理成功，則手持機(jī)發(fā)送一個應(yīng)答指令DA，表示數(shù)據(jù)清理成功，反之失敗。命令D1由上位機(jī)發(fā)送用于檢驗(yàn)與手持機(jī)的線路是否通訊，如果沒有返回就表示線路不通需要檢驗(yàn)線路或手持機(jī)是否進(jìn)入下載狀態(tài)。 本文中手持機(jī)開機(jī)菜單功有八個菜單選項(xiàng)，分別是抄表、數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)通信、抄表統(tǒng)計、更新程序、系統(tǒng)設(shè)置、退出和幫助，: 當(dāng)系統(tǒng)啟動經(jīng)過密碼認(rèn)證進(jìn)入主菜單功能界面，操作上實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)下拉式菜單操作，黑白反顯，滾動跟蹤；用撥輪變換選擇，Enter鍵確認(rèn)選中；用F1鍵退出菜單選擇操作。4)數(shù)據(jù)通信:可以將抄表信息通過RS232端口與中心計算機(jī)管理信息系統(tǒng)進(jìn)行方便地雙向傳輸，避免了重復(fù)數(shù)據(jù)錄入及數(shù)據(jù)錄入差錯。 EH0318手持機(jī)是用于移動數(shù)據(jù)采集的掌上型設(shè)備，是嵌入式技術(shù)的典型應(yīng)用。 采集器的主要功能是數(shù)據(jù)收集，單個無線采集器最多可以管理512個無線單向表的數(shù)據(jù)，因此PIC16F913芯片內(nèi)部自帶的存儲空間顯然滿足不了實(shí)際的功能需求，同時為了提高數(shù)據(jù)存取的可靠性，因此在設(shè)計存儲單元時采用了ATMEL公司的存儲芯片AT24C64。 ，主要有:存儲單元，CPU單元，無線單元，時鐘模塊，電源模塊。 。本章從四個方面對自動抄表系統(tǒng)設(shè)計提出了設(shè)計要求，即成本、工作壽命、覆蓋范圍和系統(tǒng)的可靠性，并在此基礎(chǔ)上對整個系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的方案設(shè)計，包括無線方式的選擇、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、無線模塊的選擇、表具計量方式的確定、手持機(jī)的選擇和中心管理信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能設(shè)計。 7)價格 目前國內(nèi)抄表機(jī)產(chǎn)品的報價一般在2500~3500元之間，國外同類產(chǎn)品價格則要偏高30%50%。要求有掉電數(shù)據(jù)保護(hù)、長期有效保存數(shù)據(jù)的性能。 4)輸入模塊 傳統(tǒng)的輸入方式為鍵盤輸入，根據(jù)預(yù)先定義的功能設(shè)置手機(jī)上的鍵盤按鍵數(shù)量，每個按鍵有特定的功能，這很難適應(yīng)多場合應(yīng)用。每次抄表校準(zhǔn)燃?xì)獗頃r鐘；2)抄表員每次抄表前將抄表戶的詳細(xì)數(shù)據(jù)從電腦下傳到抄表機(jī)中，然后到抄表現(xiàn)場，用手持機(jī)簡便的查找方式查到該抄表戶資料； 3)直接通過無線數(shù)傳模塊抄收燃?xì)獗矶葦?shù)并存儲在手持機(jī)中；4)將燃?xì)獗頂?shù)據(jù)上傳給計算機(jī)管理系統(tǒng)，供管理部門計費(fèi)使用。手持機(jī)在發(fā)展初期主要由美國生產(chǎn)，主要廠家為MSI, RADIX和ITRON三家公司[17][37]。目前短距離無線通信以其特有的抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、受地理限制少、安裝施工方便靈活等特點(diǎn)，在許多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。“無源”的含義是，平時不向水表和通信網(wǎng)絡(luò)供電，需要抄表時才供電；”自動”的含義是在通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，可以由掌上電腦(PDA Personal Digital Assistant個人數(shù)字助理)自動抄表，或者通過MODEM或者GPRS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動抄表?；魻栐潭ò惭b在計數(shù)轉(zhuǎn)盤附近，永磁體安裝在計數(shù)盤位上，轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周，永磁鐵經(jīng)過霍爾元件一次，即由霍爾元件輸出一個計數(shù)脈沖。從目前的自動抄表技術(shù)來看，自動抄表系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是遠(yuǎn)傳表具的電子化讀數(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性還有就是傳輸網(wǎng)絡(luò)的低功耗設(shè)計。該方案主要面向小高層公寓樓、別墅區(qū)和農(nóng)村的抄表解決方案，改方案的優(yōu)點(diǎn)是安裝調(diào)試方便、費(fèi)用少。 雙向燃?xì)獗? 雙向燃?xì)獗? 雙向燃?xì)獗韓 該系統(tǒng)由以下三個部分組成:(1)中心管理PC機(jī)；（2）手持機(jī)；(3)無線雙向燃?xì)獗砭摺Ｄ壳?，針對無線抄表系統(tǒng)的短距離無線通信技術(shù)大體上分為紅外傳輸(IrDA)和無線射頻傳輸RF（Radio Frequency)兩種。 4)系統(tǒng)的可靠性(Reliability)包括:硬件的可靠性和軟件的可靠性。對系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測試。本章給出了無線抄表系統(tǒng)設(shè)計總體要求，同時針對不同客戶群體提出了兩種無線抄表解決方案—基于無線雙向燃?xì)獗矸桨负突跓o線采集器方案，并討論了各個方案的功能模塊選擇和功能設(shè)計，為下文詳細(xì)設(shè)計提供了設(shè)計路線。同地面無線抄表相比，衛(wèi)星抄表相當(dāng)于把抄表車搬到了天上，用同步衛(wèi)星的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器來取代抄表車，所以抄表的全過程無需出動任何人員和車輛，實(shí)現(xiàn)了徹底的自動化[19][31]。3)移動電話網(wǎng)絡(luò)(GPRS/CDMA/GSM網(wǎng)絡(luò))中國移動、中國聯(lián)通推行的GPRS ( General Packet Radio Service)網(wǎng)絡(luò)、GSMt Global System for Mobile Communications)網(wǎng)絡(luò)、CDMA(Code Division Multiple Access)網(wǎng)絡(luò)已覆蓋大量的區(qū)域，通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸成為可能[29][30]。③Wavenis技術(shù)Wavenis是法國的無線技術(shù)公司Coronis Systems首創(chuàng)開發(fā)的專門針對遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)的無線抄表技術(shù)[28]。 藍(lán)牙技術(shù)具有以下幾個特點(diǎn):，在世界范圍內(nèi)運(yùn)行在這個頻段的通信設(shè)備無需向各個國家申請使用執(zhí)照。其特點(diǎn)是傳輸頻帶較寬，通信容量較大(可達(dá)幾千臺)，實(shí)時性較好，覆蓋范圍較廣，可以通過中繼延伸，但是通訊需要申請頻段使用權(quán)，且設(shè)備安裝維護(hù)費(fèi)用較高，因而對使用場合有一定的限制，故實(shí)際中多用于大用戶電力負(fù)荷的無線監(jiān)控以及用電管理系統(tǒng)中，在小區(qū)抄表中很少應(yīng)用[19]。紅外線有較強(qiáng)的穿透能力，并且易于產(chǎn)生，因而被人們廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信方面。 由于我國許多地區(qū)低壓電網(wǎng)配電線路在規(guī)范性、清潔度、阻抗特性、周波和電壓等方面難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，使得國外產(chǎn)品的應(yīng)用在通信能力、穩(wěn)定性、可靠性和抗干擾能力等方面大打折扣。 電力線載波通信技術(shù)出現(xiàn)于本世紀(jì)二十年代初期。但是施工成本投入大、擴(kuò)展性差、設(shè)備維護(hù)方面不方便，很少應(yīng)用于小區(qū)自動抄表系統(tǒng)中[13]。 有線抄表系統(tǒng)充分利用電話網(wǎng)絡(luò)、閉路電視網(wǎng)、RS485總線網(wǎng)等[4]，基于有線的抄表系統(tǒng)不是本文的側(cè)重點(diǎn)，本文下面對各個有線方案只作簡單介紹。 在國外，各種表具的自動抄表系統(tǒng)已經(jīng)開始廣泛使用[7]。通過近幾年的市場推廣和運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)存在著通信線路布線困難、施工周期長、工程安裝成本及維護(hù)成本高等問題，同時外界的干擾也是主要問題，比如空間電磁場干擾，由于有線系統(tǒng)的主要線路布置于弱電井中，某些高頻干擾信號可產(chǎn)生強(qiáng)大的電場和磁場，這些干擾可不經(jīng)接觸直接進(jìn)入系統(tǒng)。物業(yè)管理企業(yè)接受委托代收前款費(fèi)用的，不得向業(yè)主收取手續(xù)費(fèi)等額外費(fèi)用”[2]。第三手持式抄表機(jī)應(yīng)用軟件設(shè)計。 本文對目前有線燃?xì)庾詣映矸绞阶髁松钊氲难芯浚谌鹧腹驹芯€抄表系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用小功率無線電波通信方式，提出了兩種結(jié)構(gòu)型式的小區(qū)無線抄表系統(tǒng)方案—基于無線雙向燃?xì)獗矸桨负突跓o線采集器方案，并對這兩種方案的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計和實(shí)現(xiàn)。 隨著電子技術(shù)、傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)和計算機(jī)通信技術(shù)的發(fā)展和城市智能化住宅小區(qū)建設(shè)的迅速發(fā)展，水、電、氣自動抄表系統(tǒng)被列為住宅智能化建設(shè)必要項(xiàng)目之一，與監(jiān)控報警系統(tǒng)、家居安防系統(tǒng)等都將是樓宇智能化系統(tǒng)不可缺少的一部分。如果采用傳統(tǒng)手工抄表方式，就意味著需要增加大量抄表人員，其結(jié)果勢必提高水、電、氣公司的運(yùn)營成本。物業(yè)系統(tǒng)管理主機(jī)發(fā)出讀表指令，住戶采集器立即向管理系統(tǒng)發(fā)送計量數(shù)據(jù)。又由于該系統(tǒng)是一種多功能系統(tǒng)，因此威斯康辛公司還將采用其雙向負(fù)荷控制轉(zhuǎn)發(fā)器來替換現(xiàn)有的加熱器控制裝置，以便用戶根據(jù)其實(shí)際情況來選擇分時電價[4]。利用電話通信，只需在數(shù)據(jù)采集器和管理中心主機(jī)各加裝調(diào)制解調(diào)器(Modem)即可，、完全滿足遠(yuǎn)程自動抄表數(shù)據(jù)流量要求。 但是也存在以下一些問題: 1)設(shè)備安裝時涉及布管和穿線問題，故需要預(yù)先設(shè)計； 2)施工周期長、工程安裝成本及維護(hù)成本高； 3)系統(tǒng)的擴(kuò)展升級和與其它網(wǎng)絡(luò)的兼容等問題。 國外在擴(kuò)頻載波技術(shù)方面起步較早，且有成熟的產(chǎn)品，如美國的Intellon公司和Echelon公司、以色列的Unique公司、加拿大的Stanford公司、法國和意大利的ST公司。m 為近紅外區(qū)；3~30181。其中IrDA方式是使用紅外線為媒介進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信的短距離無線傳輸標(biāo)準(zhǔn)，該方式傳輸速率快，最高可達(dá)4 Mbps，但傳輸距離短，一般不超過1m；遙控器方式傳輸距離較遠(yuǎn)，但數(shù)據(jù)量較小，一般僅為幾個至十幾個字節(jié)的控制碼，不能適應(yīng)數(shù)據(jù)通訊時的數(shù)據(jù)傳輸量大、速率高等特點(diǎn)，因此在無線抄表中一般選用前者作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健Ｗ鳛橐环N開放性的標(biāo)準(zhǔn)，藍(lán)牙可以提供短距離的數(shù)據(jù)語音和數(shù)據(jù)傳輸。它提供了三個工作頻帶，以及一些網(wǎng)絡(luò)配置和可選的安全性能，是為低速控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。同時在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下(室內(nèi)電動機(jī)、開關(guān)、手機(jī)、調(diào)制解調(diào)器等)正常運(yùn)行，而且不會對其它無線設(shè)施的運(yùn)行產(chǎn)生干擾。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，原有的自動抄表系統(tǒng)采用的通信方式諸如電話線、現(xiàn)場總線等己不能滿足客戶的需要，因此從實(shí)際的角度出發(fā)，以GPRS/CDMA方式作為數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)支撐平臺已成為構(gòu)建遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)是較佳的選擇。本文共有七章，各章組織結(jié)構(gòu)安排如下: 第一章:緒論。第五章:中心管理信息系統(tǒng)設(shè)計。 2)產(chǎn)品工作壽命(Product lifetime)選用無線作為傳輸方式其最大的優(yōu)點(diǎn)就是不用布線，因此無線表具是通過電池供電，所以電池和無線發(fā)射模塊的選用是至關(guān)重要的，無線模塊應(yīng)當(dāng)選用低功耗的發(fā)射模塊，同時電池的選擇必須使無線模塊工作至少5年以上。必須保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，否則系統(tǒng)的其它性能再好，采集的數(shù)據(jù)卻不能作為收費(fèi)和監(jiān)控的依據(jù)，整個系統(tǒng)也就不具備任何應(yīng)用價值。 同時無線通信頻率的選擇應(yīng)當(dāng)遵循盡量選用無線公用頻段，不用申請專用頻率。燃?xì)獗斫邮盏秸_的查詢數(shù)據(jù)后，將所需傳輸?shù)娜細(xì)獗頂?shù)據(jù)由無線通訊模塊發(fā)送至手持機(jī)。手持機(jī)接收并存儲各單表發(fā)送來的表數(shù)據(jù)和表運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲并掉電保存。另外，就脈沖表具的制造成本來講，由于脈沖表輸出簡單，所需元件少，因此脈沖表在成本方面有比較大的優(yōu)勢。 (2)由于脈沖計數(shù)的累加性特點(diǎn)，需要加裝電子存儲元件記憶脈沖數(shù)，而存儲元件內(nèi)數(shù)據(jù)容易受干擾，影響數(shù)據(jù)精度[24]。此外考慮到系統(tǒng)的耗能的問題，表具設(shè)計時采用了主動信號掃描技術(shù)，就是每個一段時間，光電傳感器主動掃描表盤的位置，該種較之原有的被動信號采集具有耗能少，延長傳感器工作壽命的好處。1985年美國《輸電與配電》（Transmissionamp。從手持機(jī)的功能需求方面來說，手持機(jī)的基本性能有:手持機(jī)必須適合于任何作業(yè)場合，能獨(dú)立完成對表具數(shù)據(jù)的讀取，并能存儲相應(yīng)信息，有輸入輸出功能如支持輸入和顯示等。手持機(jī)工作在單機(jī)流動場合，電源的待機(jī)時間和連續(xù)工作時間是一個重要指標(biāo)，電池容量要求較高。隨著信息量的不斷增大，顯示一條信息需要多次翻頁，很是不便。國外一些先進(jìn)的產(chǎn)品已經(jīng)使用無線遠(yuǎn)程通訊，但是普遍價格較高，穩(wěn)定性也不夠。中心管理信息系統(tǒng)有一臺PC機(jī)，打印機(jī)，并配有COM口聯(lián)接；PC機(jī)安裝有數(shù)據(jù)采集及計費(fèi)軟件，用戶通過軟件可以對燃?xì)獗磉M(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)對各小區(qū)水表、燃?xì)獗淼氖召M(fèi)和票據(jù)打印等功能。A()，典型值 2)光電信號掃描模塊設(shè)計 光電信號掃描電路是無線表具的設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對表具信息的采集的可靠性直接影響到整個系統(tǒng)，本文采用的光電傳感器是旭光電子的直射式光電傳感器，這種光電傳感器的特點(diǎn)是:靈敏度高，體積小，功耗低，非常適合作為信號發(fā)生裝置。 從工作原理角度來講，它們又有許多不同之處。DS 1302與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三條口線:RES, I/0數(shù)據(jù)線和SCLK串行時鐘。 本章主要對兩種抄表方式的底層硬件作了設(shè)計，包括兩種類型的無線燃?xì)獗砗蛿?shù)據(jù)采集器的設(shè)計原理，并對其中關(guān)鍵部分作了闡述，為后文的軟件設(shè)計構(gòu)建了硬件平臺。 各個功能模塊的作用如下：1)抄表:根據(jù)無線通信協(xié)議抄錄每個用戶的當(dāng)月燃?xì)獗硎緮?shù)，并顯示在手持機(jī)屏幕上。本系統(tǒng)主界面在設(shè)計中充分考慮了用戶的因素，采用漢字顯示技術(shù)，隨時顯示系統(tǒng)的提示信息，選用菜單式操作界面作為系統(tǒng)主界面，使用brow_select函數(shù)實(shí)現(xiàn)手持機(jī)功能的菜單瀏覽，同時簡化鍵盤操作用，使用撥輪上下滾動在手持機(jī)上瀏覽選擇菜單，用戶使用起來極為方便。2)協(xié)議格式如下:每個數(shù)據(jù)包以字符‘$’開頭，字符‘a(chǎn)mp。命令D7由PC機(jī)發(fā)送到手持機(jī)，該命令的作用是設(shè)置手持機(jī)的時間。由于底層對于不同的樓層采用兩種方案，本文將對兩種不同方案具體介紹，下面首先介紹通訊協(xié)議的制定規(guī)范。B2指令用于手持機(jī)設(shè)置雙向燃?xì)獗淼牡讛?shù)，該指令沒有返回指令。 1)數(shù)據(jù)庫格式