【正文】 化函數(shù) short DB_format_db( unsigned short dbid, unsigned char blocknum,unsigned short recsize)； 參數(shù):dbid:設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)的id； blocknum:數(shù)據(jù)庫(kù)的全部存儲(chǔ)塊的個(gè)數(shù)； recsize:用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中用戶記錄的存儲(chǔ)區(qū)的空間大小。因此系統(tǒng)在采用采集器方案時(shí)，手持機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)采用如下定義了如下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):小區(qū)表:typedef struct{ unsigned char num[2]；//小區(qū)編號(hào) unsigned char name[lb]；//小區(qū)名稱(chēng)} Xiaoqu；幢表:typedef struct { unsigned char pnum[2]； //所屬小區(qū)編號(hào) unsigned char num[4]； //幢編號(hào) unsigned char name[lb]； //幢名稱(chēng)} Zhuang；單元表:typedef struct { unsigned char pnum[4]； //單元所屬幢編號(hào) unsigned char num[6]； //單元編號(hào) unsigned char name[16]； //單元名稱(chēng)}Danyuan；采集單元表:typedef struct { unsigned char pnum[b]； //采集器所屬單元 unsigned char nurri[8]； //采集器編號(hào) unsigned char name[16]； //采集器名稱(chēng) unsigned char ip[2]； //采集器地址} Gather；用戶表:typedef struct{ unsigned char pnum[8]； //采集器編號(hào) unsigned chax name[16]； //用戶姓名 unsigned char ip(8]； //單向表地址 unsigned char upflag； //上傳標(biāo)志 unsigned char misflag；//差錯(cuò)標(biāo)志 unsigned char todaynum[8]；//本次表讀數(shù) unsigned char date[10]； //日期 unsigned char batteryflag；//電池電壓 }User； 當(dāng)采用雙向模塊時(shí)，手持機(jī)按小區(qū)一樓幢號(hào)一單元一采集單元一表地址的工作流程來(lái)進(jìn)行抄表，此時(shí)手持機(jī)上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與采用采集器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的區(qū)別僅僅在于采集器信息表的差別，具體如下: 采集單元表 typedef struct { unsigned char pnum[6]；//樓層所屬單元 unsigned char num[8]； //樓層編號(hào) unsigned char name[16]；//樓層名稱(chēng) } Gather； 與采集器抄表方式相比只是少了一個(gè)采集器的地址子項(xiàng)。本系統(tǒng)的鏈接描述主要就是添加用戶自己的庫(kù)，體現(xiàn)在鏈接描述文件的描述語(yǔ)句就是GROUP(lgcc lg lm 1m2002 )。軟件的需求包括三個(gè)層次:業(yè)務(wù)需求、用戶需求和功能需求。滿足上述需求的系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)模塊，:1)抄表管理模塊。2)表具信息管理:對(duì)表具信息進(jìn)行管理，增加，刪除，修改表具信息。 采集單元的作用，對(duì)于基于采集器的抄表方案，采集單元的信息就是采集器的地址信息，而在雙向無(wú)線燃?xì)獗砭叻桨钢?，采集單元定義為一個(gè)或幾個(gè)無(wú)線表具信息的集合體，其目的是為了。 系統(tǒng)的各個(gè)模塊的具體功能將在下面的小節(jié)中具體論述。本節(jié)對(duì)系統(tǒng)的功能性需求進(jìn)行了重點(diǎn)分析和說(shuō)明，通過(guò)分析用戶對(duì)系統(tǒng)的需求，確定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)源和流向，在功能上定義系統(tǒng)的邊界，從總體上明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方向。在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的早期階段，需求被定義成是一個(gè)關(guān)于應(yīng)該實(shí)現(xiàn)什么的規(guī)格說(shuō)明。該模塊主要使用的函數(shù)是user_stat()函數(shù)，該函數(shù)通過(guò)判斷User自定義結(jié)構(gòu)體中todaynum和misflag的值來(lái)判斷本次任務(wù)已抄、未抄及表具異常情況。 4)函數(shù)modify_upld flag用于數(shù)據(jù)上傳后修改上傳標(biāo)志置使之置1, int modify_upld flag(int fsid) 返回值:0一操作成功； 非0一操作失敗。 (2)采集器抄收函數(shù)short readmeter(unsigned char *ip)數(shù)據(jù)流程， 所示 手持機(jī)的所要存儲(chǔ)的信息包括用戶地址信息，用戶表具地址，編號(hào)信息以及抄表后本月用量信息等。該報(bào)文包括一個(gè)字節(jié)喚醒報(bào)頭，由于無(wú)線雙向表具采用的是蓄電池供電，而且每次無(wú)線發(fā)射模塊需要40mA的電流，因此表具平時(shí)不抄表時(shí)處于休眠狀態(tài)，這就需要每次抄收無(wú)線雙向表具的時(shí)候必須先將將無(wú)線表具激活，從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)發(fā)送接收狀態(tài)，因此C6命令幀采用間隔1Oms發(fā)56H時(shí)間總長(zhǎng)3~5s來(lái)喚醒無(wú)線雙向表具。 在與手持機(jī)通信時(shí)主要涉及到兩個(gè)函數(shù)，一是初始化串口程序，二是通信函數(shù)。 在該傳輸協(xié)議中，對(duì)于不同的數(shù)據(jù)內(nèi)容，正文內(nèi)容又規(guī)定如下: 以“$C1”三個(gè)字符開(kāi)頭的正文內(nèi)容是小區(qū)信息； 以“$C2”三個(gè)字符開(kāi)頭的正文內(nèi)容是幢信息； 以“$C3”三個(gè)字符開(kāi)頭的正文內(nèi)容是單元信息； 以“$C4”三個(gè)字符開(kāi)頭的正文內(nèi)容是采集單元信息； 以“$C5”三個(gè)字符開(kāi)頭的正文內(nèi)容表具信息。手持機(jī)與中心管理計(jì)算機(jī)之間的通信采用的RS232串口標(biāo)準(zhǔn)，在串口通信中，通信只有在一定的規(guī)則下才能夠正確的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，因此在手持終端與中心管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)通信協(xié)議是必不可少的，建立合適的通信協(xié)議才能夠保證快速有效和高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸。在手持機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，關(guān)鍵部分就是通信和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分的設(shè)計(jì)，手持機(jī)作為信息的中轉(zhuǎn)載體，必須保證信息收集和信息傳輸?shù)目煽啃?，因此下文著重從手持機(jī)通信設(shè)計(jì)和手持機(jī)數(shù)據(jù)管理設(shè)計(jì)的角度進(jìn)行闡述。手持機(jī)軟件開(kāi)發(fā)的主要的編程語(yǔ)言是GNU C/C++，而主要的開(kāi)發(fā)工具是GNUm68k，整個(gè)的GNU工具是在Window平臺(tái)上的一個(gè)MSDOS窗口下運(yùn)行，該款手持機(jī)不支持在線調(diào)試功能?；谏鲜鎏匦裕撔酒鳛榧衅鞯臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)完全能夠勝任。 采集器為了進(jìn)行時(shí)鐘校驗(yàn)，因此引入了時(shí)鐘模塊。 基于采集器方案的底層硬件設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)部分:無(wú)線單向燃?xì)獗碓O(shè)計(jì)和無(wú)線采集器設(shè)計(jì)。 1) CPU單元本系統(tǒng)中CPU單元采用MICROCHIP的PIC16F913芯片，其主要性能特征如下[41]:l 精簡(jiǎn)指令，只有35條指令；l 7KB的程序存儲(chǔ)器，256Byte EEPROM；l 高耐用性閃存/EEPROM單元:閃存可經(jīng)受10萬(wàn)次寫(xiě)操作，EEPROM可經(jīng)受100萬(wàn)次寫(xiě)操作，閃存/數(shù)據(jù)EEPROM保存時(shí)間:40年；l 帶片上振蕩器并且可軟件使能的增強(qiáng)型低電流看門(mén)狗定時(shí)器 (Watchdog Timer, WDT )；l TimerO:帶8位可編程預(yù)分頻器的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；l 增強(qiáng)型Timer 1: 一帶有預(yù)分頻器的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； 一外部門(mén)控信號(hào)輸入模式； 一如果選擇了INTOSCIO或LP模式，可選擇使用OSCl和OSC2作 為T(mén)imerl的振蕩器；l Timer2:帶8位周期寄存器、預(yù)分頻器和后分頻器的8位定時(shí)器/計(jì) 數(shù)器；l 可尋址通用同步/異步收發(fā)器；l 具有I2CTM工作模式的同步串行端口；l 低功耗特性: (1)待機(jī)電流: 1OOnA()，典型值 (2)工作電流: (當(dāng)頻率為32 kHz，)，典型值 100181?？偟恼f(shuō)來(lái)，選擇EH0318無(wú)線手持機(jī)是綜合考慮上述各種因素的結(jié)果。 3)顯示及輸入方式 目前市場(chǎng)上的手持機(jī)基本上分為按鍵式輸入和觸摸屏輸入兩種，大部分采用液晶顯示方式，相比較而言觸摸屏式手持機(jī)顯示區(qū)域更大、精度更高，同時(shí)支持漢字輸入，但相對(duì)價(jià)格較高。一般使用液晶(LCD)顯示器。通過(guò)翻譯輸入指令，確定對(duì)信息進(jìn)行處理，并將顯示相應(yīng)信息，同時(shí)將關(guān)鍵信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)區(qū)，CPU數(shù)據(jù)處理速度是手持機(jī)的一項(xiàng)很重要的技術(shù)指標(biāo)，CPU性能的好壞直接影響手持機(jī)的性能。隨著手持機(jī)在國(guó)內(nèi)的普及，很多廠家也開(kāi)始進(jìn)入這個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，由此推動(dòng)了手持機(jī)產(chǎn)品向著產(chǎn)業(yè)化方向的大步伐邁進(jìn)。手持機(jī)(又稱(chēng)抄表器、手持式抄表機(jī)、掌上電腦、手持終端、數(shù)據(jù)采集器等)是用于移動(dòng)數(shù)據(jù)采集的掌上型設(shè)備。 本文在選擇表具設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要考慮的因素有很多諸如穩(wěn)定性、精確性和抗干擾能力等，在本文中主要考慮到與原有有線抄表系統(tǒng)的兼容性，并且著眼于縮短開(kāi)發(fā)周期、開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和整體開(kāi)發(fā)成本，本系統(tǒng)采用了基于傳統(tǒng)工作原理的計(jì)量表具—脈沖表具。但是此種方式主要存在兩個(gè)缺點(diǎn):(1)在脈沖計(jì)數(shù)時(shí)，由于表盤(pán)的抖動(dòng)和傳輸過(guò)程中的電磁干擾等因素，容易引起脈沖丟失或多計(jì)脈沖。1)基于傳統(tǒng)工作原理的表具—脈沖表具這類(lèi)數(shù)字式水表、電表、氣表、熱量表在傳統(tǒng)表具的基礎(chǔ)上增加了脈沖傳感器，將原來(lái)的計(jì)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)輸出，系統(tǒng)對(duì)采集到的脈沖進(jìn)行累加和轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換出用戶的用水量、用電量、用氣量。 其工作原理如下:在正常計(jì)量狀態(tài)，無(wú)線單向燃?xì)獗硗瓿蓚鹘y(tǒng)燃?xì)獗淼乃泄ぷ?；單向表具每隔固定時(shí)間向采集器發(fā)送數(shù)據(jù)，采集器將表具信息存儲(chǔ)在它的存儲(chǔ)單元中，該方案中的表具只負(fù)責(zé)單向發(fā)送不接收數(shù)據(jù)信號(hào)；抄表時(shí)，手持機(jī)根據(jù)抄表通信協(xié)議，通過(guò)無(wú)線傳輸模塊對(duì)無(wú)線采集器進(jìn)行無(wú)線查詢(xún)。手持機(jī)能實(shí)現(xiàn)無(wú)線直接抄表功能，可以完成燃?xì)獗頂?shù)據(jù)的通訊、存儲(chǔ)、上傳?；谏鲜鲈颍疚倪x用射頻技術(shù)為無(wú)線抄表系統(tǒng)抄讀方式的首選。系統(tǒng)要對(duì)累計(jì)脈沖進(jìn)行一定的換算之后，才能得到表的數(shù)值。所以，構(gòu)建抄表系統(tǒng)首先要確定表具數(shù)據(jù)計(jì)量采集方法，其次根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)量大小和傳輸距離選擇合適的通訊方式和制定相應(yīng)的通訊協(xié)議，從而制定出無(wú)線抄表系統(tǒng)的具體方案。第四章:手持機(jī)軟件設(shè)計(jì)。無(wú)線抄表系統(tǒng)較之有線抄表系統(tǒng)和電力載波方式，以其技術(shù)先進(jìn)、易于實(shí)現(xiàn)、傳輸速率高、可靠性高和易于普及等優(yōu)點(diǎn)，將成為抄表行業(yè)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。同傳統(tǒng)的無(wú)線電臺(tái)比較，具有簡(jiǎn)便性、靈活性、易操作性，同時(shí)還降低了成本[19][27]。Wavenis技術(shù)提供完善的接口和中間件，有很強(qiáng)的靈活性，支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠提供建立一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)所需要的所有功能，以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、廣播、選擇呼叫和中繼的方式操作。 ②ZigBee無(wú)線接入技術(shù)2000年12月IEEE(美國(guó)電氣與電子工程師學(xué)會(huì))，致力于定義一種適于固定、便攜或移動(dòng)設(shè)備使用的極低復(fù)雜度、成本和功耗的低速無(wú)線連接技術(shù)—ZigBee技術(shù)。在進(jìn)行通信時(shí)，抄表器發(fā)送指令，各表接收到命令后進(jìn)行地址對(duì)比，如果正確則發(fā)出應(yīng)答信號(hào)，完成數(shù)據(jù)鏈路建立，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。但是由于紅外線的波長(zhǎng)較短，對(duì)障礙物的衍射能力差，所以更適合應(yīng)用在需要短距離無(wú)線通訊的場(chǎng)合，進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直線數(shù)據(jù)傳輸[11][20][21][22][23]?；谏鲜鲈?，設(shè)計(jì)一種穩(wěn)定可靠、安裝維護(hù)方便，可以抄讀表具數(shù)據(jù)而且可以監(jiān)控表具運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)，己經(jīng)成為目前抄表行業(yè)亟待解決的問(wèn)題，而以無(wú)線方式作為傳輸表具數(shù)據(jù)的抄表技術(shù)正好彌補(bǔ)了現(xiàn)有有線系統(tǒng)的缺點(diǎn)，逐漸成抄讀方式的首選[4][19]。但是電力線通信信道存在間歇性噪聲大、阻抗隨負(fù)載變化大、信號(hào)衰減大等缺點(diǎn)，嚴(yán)重制約了它的有效利用。5)MBUS儀表總線 MBUS是一種歐洲標(biāo)準(zhǔn)的2線總線，專(zhuān)門(mén)為消耗測(cè)量?jī)x器和計(jì)數(shù)器傳送信息的數(shù)據(jù)總線而設(shè)計(jì)的，它的信息傳送量是專(zhuān)門(mén)滿足其應(yīng)用而限定好的，它具有使用價(jià)格低廉的電纜而能夠長(zhǎng)距離傳送的特點(diǎn)，所以MBUS總線在集中抄表領(lǐng)域正在被越來(lái)越廣泛的采用[l4][15][16]。正因?yàn)镽S485的遠(yuǎn)距離、多節(jié)點(diǎn)、可以自行定義協(xié)議以及傳輸線成本低等特性，使得RS485成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標(biāo)準(zhǔn)，因此在自動(dòng)抄表領(lǐng)域也被廣泛采用[8][9][10][11]。采用自動(dòng)抄表系統(tǒng)來(lái)改造威斯康辛公用服務(wù)公司中原機(jī)電式和半導(dǎo)體式電能表，以及各類(lèi)煤氣表。具有數(shù)據(jù)或脈沖數(shù)據(jù)的表具作為系統(tǒng)前端計(jì)量?jī)x表，對(duì)用戶的用水量、用氣量、用電量和用熱量進(jìn)行計(jì)量。因此水、電、氣公司可以將自動(dòng)抄表系統(tǒng)作為一個(gè)增值的免打擾服務(wù)來(lái)提供給用戶，必將受到廣大居民住戶的歡迎[3]。 系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試表明系統(tǒng)性能達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)，系統(tǒng)滿足了實(shí)際的需求，具有較高的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值。摘 要 41緒論 5 5 6 7 7 9 10 142無(wú)線抄表系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 16 16 17 17 17 20 22 23 27 283無(wú)線抄表系統(tǒng)底層硬件平臺(tái)設(shè)計(jì) 28 28 31 31 32 344手持機(jī)軟件