【正文】 在抄表系統(tǒng)，采取有效措施，以改善軟件和硬件設(shè)計 RS485 總線接口。集中收集終端根據(jù)地址解析 ,并存儲到工作芯片 AT89C51 單片機 在集中器。當(dāng)使用對角軸， 信號速率小于 100 Kbps,傳輸距離可以達到 1200 米。 目前，總線通信系統(tǒng)中的通信模式 是最廣泛的應(yīng)用在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)領(lǐng)域是在中國。 然后，它接收從中心計算機發(fā)出的命令。更重要的是，模式下的多機通信，一個面板點的故障可能會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)的崩潰。測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，硬件電路結(jié)構(gòu)相對簡單。人們生活的便捷、安全和舒適都由于科技的發(fā)展和自動化等技術(shù)變得更美好。 //delayms()。//狀態(tài)檢查， LCD 是否忙 RS=1。//R/W=L ， E=H→ L數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR //_nop_()。i++) { disp_power(i)。 Display_PIC(amp。 圖 系統(tǒng)主流程圖 N 開 始 初始化 LCD 清零 等待中斷 信號采集模塊 磁盤模塊 顯示模塊 上位機計費 模塊 顯示模塊 結(jié) 束 N Y 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計 20 軟件部分具體編程主要包括：系統(tǒng)主程序、顯示子程序、鍵盤子程序、通信子程序。 RS485 相比于 RS232 低成本、驅(qū)動器和接收器價格便宜，并且只需要單一的一個 +5V(或者更低 )的電源來產(chǎn)生差動輸出需要的 的壓差。 ③檢測精度高。在計算機測控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通訊主要采用異步串行通訊方式。 圖 存儲模塊電路圖 通信模塊 并行通信和串行通信是計算機 CPU 與外部進行交換信息的兩種方式。 鍵盤處理程序的任務(wù) 主要是：確定是否有鍵被按下；如果有，判斷是哪個鍵；依據(jù)鍵的功能，轉(zhuǎn)相應(yīng)的處理程序；形成鍵編碼。但考慮本次設(shè)計的實際因素，本系統(tǒng)設(shè)定將 4 個鍵盤按鍵，只模擬采集 3個用戶的電表、水表和煤氣表的數(shù)據(jù)信息。 功能概述 本次設(shè)計中采用 12864 字符型 LCD。 圖 傳感器結(jié)構(gòu)圖 表 干簧管參數(shù)表 觸點負(fù)載 5W 最大開關(guān)電壓 最大開關(guān)電流 接觸電阻 ( 初始值 ) 動作時間 釋放時間 耐高壓 觸點 電容 絕緣電阻 100 VDC / VAC 100 mOhms mSec.(Max.) mSec.(Max.) 220VDC(AT25)/ 250VDC(AT25) pF 1010 Ohms 干黃管 輸出信號 磁鋼 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計 12 諧振頻率 工作溫度范圍 最高濕度 最高工作頻率 電氣壽命 4 kHz 60 ℃ ~+155 ℃ 98% (Max.) 100 Hz 108(5V ,10mA) 105(24V, 400mA) 在機械表的指針上安裝磁鋼，磁鋼是一種永磁鐵，具有很強的磁力，當(dāng)煤氣表或機械水表的指 針因受到?jīng)_擊而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)后，附著在上面的磁鋼也會跟著旋轉(zhuǎn)，當(dāng)磁鋼旋轉(zhuǎn)到干簧管兩簧片對應(yīng)位置時，簧片由于受到磁鋼的磁力作用而吸合，由其轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生一個輸出脈沖 [11]，指針每轉(zhuǎn)一圈，磁鋼便會跟著旋轉(zhuǎn)，同時干簧管也吸合一次，于是就把指針旋轉(zhuǎn)一圈所代表的煤氣量和水量讓干簧管的一次吸合取代。 (2)主要功能特點 ① 4種費率、 10 個時段； ②最大需量計算采用滑差式，滑差時間為 l、 15min； ③當(dāng)前一分鐘平均功率的顯示； ④ 5V／ 80ms 有源或無源光電隔離電能脈沖輸出； ⑤停電時間累計； ⑥具有紅外遙控編程、 RS485 通信接口； ⑦可用 12V 外接電源掌上電腦紅外抄表； ⑧可設(shè)固定顯示和循環(huán)顯示方式； 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計 11 ⑨可記錄 3個月（本月、上月、上上月）的有功總電能、各費率電能、最大需量及需量發(fā)生的時間等信息； ⑩遙控器可全面顯示所有功能項，并可方便編程。為了濾去整流輸出電壓中的紋波會有濾波電路，它通常由電抗元件組成，如與負(fù)載串聯(lián)電感 L，或 在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)電容器 C，以及由電容、電感組合而成的各種復(fù)式濾波電路。 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計 9 圖 復(fù)位電路 本系統(tǒng)復(fù)位電路主要實現(xiàn)采集水量電量前的系統(tǒng)調(diào)零操作。 （ 3）主控機 AT89c51 復(fù)位電路 所有微機系統(tǒng)執(zhí)行的第一步就是系統(tǒng)復(fù)位，它可以讓全部芯片返回之前硬件的默認(rèn)值。所以，時鐘電路的質(zhì)量直接影響著單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性，時鐘頻率也將直接影響單片機的速度。 電源模塊：為下位主控機提供合適的直流穩(wěn)壓電源。相比較而言， AT89C51 價格便宜，操作簡單，性價比很高，因此本設(shè)計選擇AT89C51 作為系統(tǒng)的主控機芯片。 鍵盤模塊：完成系統(tǒng)輸入功能，通過鍵盤輸入一些信息來控制下位主控機工作，例如完成復(fù)位等功能。根據(jù)建立本設(shè)計的結(jié)構(gòu)模型和選擇通信方式，課題所設(shè)計的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖 如下： 圖 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)原理圖 硬件電路主要包括上位機模塊、通信模塊、下位主控機模塊三大模塊。那更不用說自動控制領(lǐng)域的智能儀表、機器人、醫(yī)療器械及各種智能機械了。主機電路是其核心部件 ,同時也是主要控制部件 ,它通過對過程和程序進行一系列運算和處理，從而使整個系統(tǒng)體系可以達到順利運行?，F(xiàn)在，國內(nèi)生產(chǎn)遠(yuǎn)程抄表的企業(yè)也已超過 150 家，受理專利的數(shù)量超過 165 項。以前對這三個儀表數(shù)據(jù)的抄手都是采用人工的方式，也就是說公司派工作人員到各住戶家中抄取數(shù)據(jù)，而后回到公司，對數(shù)據(jù)進行錄入，計算出消費費用，并打出收費憑證，然后又派人去上門收費，這樣一來對數(shù)據(jù)的抄收就沒有了實時性，而且會造成很多人力以及時間上的浪費，同時也會有漏抄、估小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計 2 抄、錯抄的現(xiàn)象 [1]，給住戶和收費人員帶來很大的困擾，甚至有造成很多不必要的民事糾紛。在本系統(tǒng)設(shè)計中，遠(yuǎn)程抄表對信息的采集和上位機的控制部分是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵以及核心。 本系統(tǒng)采用單片機對水、電、煤氣等信號的采集、 分析、控制 、處理、驅(qū)動顯示進行控制 ，能夠達到遠(yuǎn)程抄表對水量、電量、煤氣量具有較好的動態(tài)測量性能，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，硬件電路結(jié)構(gòu)較之傳統(tǒng)的系統(tǒng)相對簡單。為了能更加精確地對水、電和煤氣等數(shù)據(jù)進行遠(yuǎn)程采集，此次設(shè)計完成了以 AT89C51 單片機為控制核心，并且詳細(xì)分析了數(shù)據(jù)的采集方案以及單片機和上位機的通信系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。為了滿足居民對用水電和煤氣的需求，不斷提高企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，企業(yè)對小區(qū)居民實施了一戶一表工程。 小區(qū)的管理系統(tǒng)中三個比較主要的特點分別是安全可靠化、管理系統(tǒng)化和通信及時性。同時，在配電管理領(lǐng)域，美國等國已普遍應(yīng)用了智能化的抄表系統(tǒng)。從上個世紀(jì) 80 年代開始， 單片機 從當(dāng)時的 4 位和 8位發(fā)展到目前的 32 位高速單片機。單片機應(yīng)用在控制和檢測領(lǐng)域主要具有以下特點：小巧靈活、易于產(chǎn)品化、成本低、適應(yīng)溫度范圍寬、易擴展、可靠性好，處理功能強、速度快、環(huán)境適應(yīng)能力強等。 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計 4 遠(yuǎn)程抄表的總體功能 本次設(shè)計的總體功能：小區(qū)遠(yuǎn)程抄表根據(jù)住戶所用的水、電、煤氣等計量表輸出相應(yīng)的電脈沖信號，利用傳感、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)將每個用戶的耗能表數(shù)據(jù)進行采集，再將數(shù)據(jù)傳送到下位主控機中實現(xiàn)存儲和顯示功能，然后通過 RS485 總線把下位機的數(shù)據(jù)傳送到上位 PC 機中，進行分析、計量，最后能源供給公司可以根據(jù)上位機所計算出來的每個用戶的消費進行收費，系統(tǒng)具有比較強的數(shù)據(jù)處理能力和比較好的穩(wěn)定性。 下位主控機模塊：采集的用戶的水量信號、電量信號、煤氣量信號，并把數(shù)據(jù)儲存，通過鍵盤模塊控制結(jié)果在顯示模塊顯示。后來， Atmel推出了與 8051指令相一致的 AT89C205AT89C4051 等單片機，這些單片機可以看成精簡型的 8051 單片機。用來 給單片機 提供片內(nèi)各種操作的時間基準(zhǔn) 的是 單片機的時鐘信號 。 AT89C51 最小系統(tǒng)如圖 所示。 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計 8 圖 晶振電路 單片機常選擇振蕩頻率 6MHz 或 12MHz 的石英晶體。而 上電復(fù)位則要求接通電源后，單片機自動實現(xiàn)復(fù)位操作。根據(jù)二極管的單向?qū)щ娮饔帽憧蓪崿F(xiàn)這個目的，所以構(gòu)成整流電路的關(guān)鍵元件就是二極管。 電表 單相電子式復(fù)費率電能表可以精確地計量最大需量、有功電能等信息。其中，由于體積小，轉(zhuǎn)換方便，成本低，重量輕等優(yōu)點，干簧管傳感器在智能儀表的開發(fā)領(lǐng)域占有一席之地。本設(shè)計數(shù)據(jù)顯示部分采用 LCD 液晶屏顯示。 續(xù) 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計 13 表 LCD12864 引腳功能 管腳號 管腳名稱 電平 管腳 功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“ H” ,表示 DB7—— DB0 為顯示數(shù)據(jù) RS=“ L” ,表示 DB7—— DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W(SID) H/L R/W=“ H” ,E=“ H” ,數(shù)據(jù)被讀到 DB7—— DB0 R/W=“ L” ,E=“ H→ L” , DB7—— DB0 的數(shù)據(jù)被寫到IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8 位或 4位并口方式， L：串口方式 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效 18 VOUT LCD 驅(qū)動電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V） 20 K VSS 背光源負(fù)端 顯示模塊引腳連接 顯示模塊引腳連接如 圖 所示。硬件去抖通常采用基本 RS觸發(fā)器來實現(xiàn)。 管腳 管腳圖如圖 所示。在計算機測控系統(tǒng)中，由于測控對象與控制中心之間距離一般較遠(yuǎn)，因此，一般都采用串行方式 [13]，根據(jù)對數(shù)據(jù)流的分界，定時及同步的方法不同，串行通信又可分為同步串行方 式和異步串行通信方式。 RS485 標(biāo)準(zhǔn)的特點有 [17]： ①由于 RS485 標(biāo)準(zhǔn)采用差動發(fā)送 /接收方式，所以共模抑制比高，抗干擾能力強。 ⑤實現(xiàn)多層對多點的通信。 本系統(tǒng)設(shè)計要使 AT89C51 和上位 PC 實現(xiàn)通信，其工作原理為：單片機先和 max485芯片連接，實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，經(jīng)過 RS485 串口再連接一個 max485 芯片，再次將電平轉(zhuǎn)換為 TTL 電平，此時，必須再連接一個 max232 芯片才能與 PC 機進行連接。 AT89c51單片機主程序： void main() { uchar i。//打開通道 1 InitTimer()。//狀態(tài)檢查， LCD 是否忙 RS=0。 EN=0。 EN=1。 在單片機與 PC 機進行通信之前先約定好波特率并寫入控制字，選中發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)，以便之后進行發(fā)送和接收。從 小區(qū)管理者 來說，效率大幅提高。 小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計 25 參考文獻 [1]劉志忠 ,孫麗芳 ,董慶 .住宅小區(qū)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的實現(xiàn) [J].電腦開發(fā)與應(yīng)用，20xx(15),4:16. 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