【正文】 還提供了一塊 4K 位，位置可以改變的（由編程設(shè)定）高壽命存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)刷新比較煩瑣的數(shù)據(jù)，其余的存儲(chǔ)空間里（ 60K 位）可保證100000 次的擦寫次數(shù)。 集中器的設(shè)計(jì) 因?yàn)橄到y(tǒng)要求的傳輸距離為 2400m 比較遠(yuǎn)，所以需要采集器與計(jì)算機(jī)之間加入集中器。 低功耗 CMOS 電路（備用電流 10μA、工作電流 3mA）。 可編程的復(fù)位門限。 X5045/43 包含了 X25045/43的所有功能，并且增加了一個(gè)新功能：可編程的復(fù)位門限，用戶可 自己設(shè)定更精確、更合適的復(fù)位門限。順序讀 看門狗電路 看門狗定時(shí)器對(duì)微控制器提供了獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng)。 24LC16B 是一個(gè)容量為 16K 字節(jié)可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，這個(gè)芯片由 8 塊 256*8 位組成的存儲(chǔ)器，具 有雙線串行接口，單電源供電工作電壓最低為 ，低功耗 CMOS 技術(shù)，可保證 10,000,000 次擦除 /寫周期 , 較寬的有效工作溫度范圍。 由于鍵盤和顯示器分別 屬于輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，可以共用一部分 I/O接口，把鍵盤和顯示器組合在一起，以節(jié)省 I/O 口線。 A: 不變化的接收器輸入和不變化的發(fā)送器輸出。 SN75LBC184 的工作溫度為 0 度到 70 度： SN6LBC184 則為 40 度到 85度。普通的 RS485 收發(fā)器很容易被過壓瞬變損壞，如果要有效的加以保護(hù)。可以通過撥動(dòng)撥碼開關(guān)設(shè)定，經(jīng)過 8421 碼與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換，選擇要讀取哪個(gè)采集器的數(shù)據(jù)。 山東科技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 22 采集脈沖部分設(shè)計(jì) 所用芯片介紹： (1)74HC244 74HC244 是八同相緩沖器 /線驅(qū)動(dòng)器，片內(nèi)有二組三態(tài)緩沖器，每組 4 個(gè)，分別由一個(gè)門控端控制。為此， EIA 制定了新的接口標(biāo)準(zhǔn)RS485，它能支持一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信， RS485 的電氣標(biāo)準(zhǔn)與 RS422 完全一樣，只是 RS485 工作于半雙工方式。 在通信方式中，大多數(shù)采用串行通信方式。 缺點(diǎn)如下：（ 1）主要的問題是傳輸距離有限，無(wú)法真正的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離抄表； （ 2）當(dāng)用戶數(shù)量增加時(shí)，會(huì)占用大量端口； （ 3）程中需準(zhǔn)確的采樣時(shí)間設(shè)定（采應(yīng)時(shí)間對(duì)于這一設(shè)計(jì)方案具有至關(guān)重要的意義）。每進(jìn)行完一次掃描，觸發(fā)器必須復(fù)位?？繉Ｓ眯酒a(chǎn)生的 電能累計(jì)脈沖去驅(qū)動(dòng)機(jī)電式字輪，它的脈沖頻率較高，常用的電表脈沖常數(shù)為1600imp/KW，顯然電能表比其它三表（即水表、燃?xì)夂团瘹獗恚┑拿}沖頻率要高的多。 A 轉(zhuǎn)走后， K 仍保持為“開”的狀態(tài)，直到 B 轉(zhuǎn)到 K 時(shí)才被感應(yīng)“關(guān)”閉。 如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。對(duì) P2 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 在 flash 編程時(shí)， P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。 該系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了大量的住宅能耗信息的集中統(tǒng)一管理，而管理機(jī)構(gòu)只需投入少量人員即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中抄表，并自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的采集、累計(jì)、費(fèi)用計(jì)算，實(shí)現(xiàn)住宅能耗計(jì)量的高質(zhì)量和高效率管理。 為了實(shí)現(xiàn)用戶各種能耗數(shù)據(jù)的集中抄收，除了對(duì)每一個(gè)遠(yuǎn)傳能耗基表的脈沖信息進(jìn)行正確采集及累計(jì)外，還需要長(zhǎng)時(shí)間可靠地加以儲(chǔ)存并在需要時(shí)將其傳輸給管理中心計(jì)算機(jī)。另一方面，兩級(jí)分布式測(cè)控系統(tǒng)還便于系統(tǒng)的靈活運(yùn)用和組合，更能滿足小區(qū)建設(shè)規(guī)模大中小的變化要求，市場(chǎng)的適應(yīng)性和靈活性較大，且兩級(jí)分布式測(cè)控系統(tǒng)擴(kuò)大了系統(tǒng)的應(yīng)用能力和增加了用戶的管理數(shù)群，可以明顯地降低用戶的分?jǐn)偝杀?，?duì)系統(tǒng)推廣和應(yīng) 用而言更趨于合理。這兩方面的技術(shù)保證了系統(tǒng)能夠?qū)Ψ稚⒌母鞣N用戶能耗信息進(jìn)行準(zhǔn)確地計(jì)量、采集和遠(yuǎn)傳。 系統(tǒng)總體方案的確定 在確定了脈沖采集方案和用 RS485 通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信后，就可以進(jìn)行系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)了。為此， EIA 制定了新的接口標(biāo)準(zhǔn)RS485，它能支持一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信， RS485 的電氣標(biāo)準(zhǔn)與 RS422 完全一樣，只是 RS485 工作于半雙工方式。 在通信方式中，大多數(shù)采用串行通信方式。 該測(cè)控系統(tǒng)既可通過上位微機(jī)直接發(fā)命令，自動(dòng)進(jìn)行各種遠(yuǎn)傳基表（指住宅中使用的具有信號(hào)和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能的計(jì)量表）的能耗、參數(shù)的抄取和山東科技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 5 設(shè)定，工作人員也可通過專用的紅外抄表器進(jìn) 行抄取和設(shè)定等工作，系統(tǒng)還具有在市電停電時(shí)、后備電源能連續(xù)工作不少于 48 小時(shí)的特性。 山東科技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 4 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 在四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，關(guān)鍵的問題是對(duì)用戶各種遠(yuǎn)傳基表發(fā)出的脈沖進(jìn)行正確采集和保證數(shù)據(jù)的可靠通信。 (2)要考慮在停電時(shí)至少要保證系統(tǒng)計(jì)量的正確性（ 72 小時(shí)內(nèi)），即考慮現(xiàn)場(chǎng)的后備電源問題。其中管理微機(jī)到集中器的距離：不小于 1200 米；集中器到采集器的距離：不小于 1200 米。 4．中心管理微機(jī)可隨時(shí)抄取各類信息。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，在物業(yè)管理向規(guī)范化、自動(dòng)化、簡(jiǎn)介化進(jìn)程的進(jìn)程中不斷邁進(jìn)，多表合一遠(yuǎn)傳系統(tǒng)必將越來越受用戶的青睞，多用戶四表合一遠(yuǎn)傳系統(tǒng)則可以作為其中一個(gè)典型的代表。山東科技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 I 摘要 隨著電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)多用戶多種能耗儀表的自動(dòng)抄錄己成為可能，同時(shí)，住宅小區(qū)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化已成為住宅建設(shè)的發(fā)展方向，應(yīng)用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)的耗能表遠(yuǎn)傳系統(tǒng)也逐漸進(jìn)入尋常百姓的日常生活。 多用戶四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)既減小了工作量，而且還保證了工作的快速，安全可靠，便于統(tǒng)一管理，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了工作的實(shí)時(shí)性。 2） 參數(shù)設(shè)置 1．管理微機(jī)可對(duì)集中器和采集器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。 （ 3）系統(tǒng)所帶的采集器個(gè)數(shù)： 16 16=256 個(gè)。 (3)要考慮現(xiàn)場(chǎng)工作的所有情況，包括現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的設(shè)置、系統(tǒng)的調(diào)試以及以后的維護(hù)等。所以，首先要確定遠(yuǎn)傳基表能耗計(jì)量的方法，并根據(jù)傳輸距離進(jìn)一步確定系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)，制定出四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的總體方案。且在此基礎(chǔ)上作簡(jiǎn)單的修改，還可構(gòu)成具有其它計(jì)量功能的多用戶多表聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)。這里不妨先對(duì)常見的串行總線標(biāo)準(zhǔn)作一比較。 RS485 標(biāo)準(zhǔn)總線是一種平衡傳輸方式的串行口接口標(biāo)準(zhǔn)，它允許在電路中有多個(gè)發(fā)送器，且允許一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載設(shè)備，負(fù)載設(shè)備可以是被動(dòng)發(fā)送器、接收器或收發(fā)器的組合單元。這里，既要充分考慮到 RS485 通信標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)傳輸距離和波特率的限制，又要兼顧到系統(tǒng)的帶載能力。 其次，由于本系統(tǒng)對(duì)各種遠(yuǎn)傳基表的脈沖采集采用了軟件計(jì)脈沖方法，且充分考慮 到水、電、氣、暖等基表各自脈沖常數(shù)的差異和特征，同時(shí)對(duì)用戶的電能耗進(jìn)行了單獨(dú)采集。 此外，上位微機(jī)的應(yīng)用可以更加有效地對(duì)用戶各種耗能數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存、處理和分析，可以實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的查詢、數(shù)據(jù)通訊、帳單票據(jù)打印、報(bào)表生成以及便于系統(tǒng)維護(hù)等等功能 。數(shù)據(jù)采集器便能實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，它用于接收用戶各種遠(yuǎn)傳能耗基表的脈沖信號(hào)，同時(shí)，在采集器中的數(shù)據(jù)還能通過其板上設(shè)計(jì)的 RS485 通信接口被采集器和 PC 機(jī)遠(yuǎn)程抄取，也可以通過其紅外接口由便攜式紅外抄表器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抄取。 山東科技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 11 3 硬件的設(shè)計(jì) CPU的選型： 本系統(tǒng)選用單片機(jī)芯片為 AT89C52,其主要特點(diǎn)如下： ☆有適用于控制應(yīng)用的指令系統(tǒng)和 8 位 CPU； ☆有布爾處理器，它由可尋址位、位處理指令集和相當(dāng)于累加器的進(jìn)位位 C 組成，布爾處理器可大大提高 89C51 的邏輯處理能力； ☆有 4 個(gè) 8 位并行口，口中各位可單獨(dú)尋址； ☆有一個(gè)全雙工的串行口； ☆有兩個(gè) 16 位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； ☆全靜態(tài)工作， 3 級(jí)程序存儲(chǔ)器保密； ☆ 4KB 可編程程序 Flash 存儲(chǔ)器（可經(jīng)受 1000 次的寫入 /擦除）； ☆ 3 級(jí)程序存儲(chǔ)器保密， 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM； ☆ 32 條可編程 I/O 線， 6 個(gè)中斷源； ☆編程串行通道； ☆片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口亦作為 AT89S52特殊功能（第二功能）使用。對(duì)FLASH 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 FLASH 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是 該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 B 轉(zhuǎn)走后， K 仍處于“關(guān)”的狀態(tài)，直到 A 的再次轉(zhuǎn)來。 通過上面的介紹，我們知道遠(yuǎn)傳能耗表的改制是通過加裝各種感應(yīng)探頭組件來實(shí)現(xiàn)的。如果計(jì)算機(jī)要采集數(shù)據(jù)，單片機(jī)進(jìn)入中斷程序，與計(jì)算機(jī)通信。 原理流程圖（圖 ）： 方案三：軟件計(jì)脈沖帶集中器法 這種方案原理、優(yōu)點(diǎn)與方案二相同，但卻解決了一個(gè)方案二存在的主Y Y 上次采集值 =0 開始 X=0 上次采集值 =0 調(diào)用計(jì)量子程序 X 到計(jì)量值 X 加 1 返回 圖 軟件計(jì)脈沖法 原理圖 N N N 山東科技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 20 要問題 傳輸距離有限，無(wú)法真正的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離抄表。這里不妨先對(duì)常見的串行總線標(biāo)準(zhǔn)作一比較。 RS485 標(biāo)準(zhǔn)總線是一種平衡傳輸方式的串行口接口標(biāo)準(zhǔn)，它允許在電路中有多個(gè)發(fā)送器，且允許一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載設(shè)備，負(fù)載設(shè)備可以是被動(dòng)發(fā)送器、接收器或收發(fā)器的組合單元。即第一組：輸入： 1A11A4,輸出 1Y11Y4,門控端點(diǎn) 1 G 。上拉電阻的能增加高電平的噪聲容限，起抗干擾的作用。一般需外加包括隔離變壓器在內(nèi)的保護(hù)器件。 特點(diǎn)如下： ☆具有瞬變電壓抑制功能，能防雷電和抗靜電放電沖擊； ☆限斜率驅(qū)動(dòng)器，使電磁干擾減到最小，并能減少傳輸線終端不匹配引起的反射； ☆總線上可掛 64 個(gè)收發(fā)器； ☆接收器輸入端開路故障保護(hù)； ☆具有熱關(guān)斷保護(hù)； ☆滿足或超過 EIA RS485 和 ISO/IEC 8482： 1993（ E）標(biāo)準(zhǔn)； ☆低禁止電源電流： 300uA（最大）。 B: 隨 之翻轉(zhuǎn)的接收器輸入和發(fā)送器輸出。 下方的一個(gè)移位寄存器 74HC165 用于掃描鍵盤，其余的 74HC164 用于外接 LED 數(shù)碼顯示器。等待電流和工作電流分別為 5μ A 和 1mA。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，在可選的超時(shí) 周期之后，看門狗定時(shí)器將以 RESET 信號(hào)作出響應(yīng)。 X5045/43 的功耗更低，通信速度更快（最高 ， X25045/3 為 1MHz），已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。需 加高電壓（ 15~18V 加在 WP 引腳）及一個(gè)專門的時(shí)序。 山東科技大學(xué)學(xué)士 學(xué)位 論文 30 X5045 的引腳及引腳說明 如圖 /CS： 片選輸入 SO： 串行輸出 SI：串行輸入 SCK： 串行時(shí)鐘輸入 /WP： 寫保護(hù)輸入 VSS： 地 VCC： 電源電壓 /RESET： 復(fù)位輸出 X5045 可直接與許多通用的微控制器的同步串行外設(shè)接口（ SPI）連接。一個(gè)集中器能帶 16 個(gè)采集器。 24LC65 有一個(gè)輸入頁(yè)寫緩沖器（快存），能快速寫入最多 8 頁(yè)。 停止信號(hào)：在時(shí)鐘線（ SCL）為高電平其間，數(shù)據(jù)線（ SDA）由低變高，將產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào) 。由于集中器與上位微 機(jī) PC 的通信一般一月才一次，而且采集器已對(duì)計(jì)量現(xiàn)場(chǎng)的停電或電源故障等考慮了后備電源，因此集中器的電源設(shè)計(jì)不用考慮后備電源。這種電源穩(wěn)壓性能好、穩(wěn)波小，但成本較高，且對(duì)外界電網(wǎng)的干擾也比較嚴(yán)重。其中，一組是給采集器中的 CPU、存儲(chǔ)器電路、硬件看門狗電路、顯示器以及其它的外圍接口電路供電，這里的主要能量消耗來自于供電正常時(shí)的 LED 數(shù)碼管的顯示，因?yàn)樗粌H顯示戶號(hào)信息 （ 4 位 ） ，而且包括 3 種能耗信息 （ 每種 6 位，共 18 位 ） ，以每個(gè)數(shù)碼管的最大靜態(tài)電流15mA 設(shè)計(jì)， 22 個(gè)數(shù)碼管需要 300 多 mA，再外加其它器件的功耗以及設(shè)計(jì)的裕量，同時(shí)考慮電網(wǎng)的波動(dòng) （ 20%） 因素，該組二次繞組在設(shè)計(jì)時(shí)選擇了 9V/6W 的參數(shù)。這里值得注意的是，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮電網(wǎng)的波動(dòng) （ 177。這種電源穩(wěn)壓性能好，隔離特性好，價(jià)格適中。集中器 5V 主電源設(shè)計(jì)原理圖與采集器完全相同，在此不再贅述。在主機(jī)讀從機(jī)時(shí)正確讀完一字節(jié)后，主機(jī)在下一個(gè)時(shí)鐘周期同樣也要將數(shù)據(jù)線（ SDA）拉低，發(fā)出認(rèn)可信號(hào)，告訴從機(jī)所發(fā)數(shù)據(jù)已經(jīng)收妥。 功能 管腳如圖 Vss： 地 SDA： 串行地址數(shù)據(jù)輸入輸出端 SCL： 串行時(shí)鐘端 NC： 無(wú)關(guān)位 Vcc： ＋ ～ 電源供電 A0、 A A2：與內(nèi)部無(wú)聯(lián)系，外部地址 因?yàn)榧衅髦兄恍枰粋€(gè) 24LC65，則可以把 A0、 A A NC、 VSS接地，只把據(jù)端和時(shí)鐘端接到 CPU 的端口即可。