【正文】 溫度范圍:40℃一+85℃ ；l 與DS1202兼容。2)數(shù)據(jù)查詢:可以根據(jù)輸入的用戶表地址方便地進(jìn)行查詢，或者選中遍歷模式，通過撥盤依次瀏覽用戶信息。結(jié)尾。:一般來說無線協(xié)議包含六個(gè)部分，分別是:1)報(bào)頭:數(shù)據(jù)幀的起始字節(jié)，代表一個(gè)新數(shù)據(jù)幀的開始，對(duì)于由手持機(jī)發(fā)送的命令，命令幀固定為66H，返回命令的報(bào)頭設(shè)置為95H，大小占一個(gè)字節(jié)；2) 報(bào)文長(zhǎng)度:數(shù)據(jù)包除去報(bào)頭、報(bào)尾后的長(zhǎng)度，大小占一個(gè)字節(jié)；3)報(bào)文命令:用于指定具體的命令內(nèi)容。 返回值:0操作成功； 非0一操作失敗。編譯通過之后可以通過PC機(jī)軟件下載到手持機(jī)中去，慧毅能達(dá)公司提供了下載程序的DLL的接口函數(shù)，同樣也可以通過IDE自帶的下載程序下載。通過該模塊直接對(duì)手持機(jī)進(jìn)行管理，包括數(shù)據(jù)的上傳，抄表任務(wù)的下載，更新手持機(jī)程序等。7)采集單元信息管理:對(duì)采集單元信息進(jìn)行管理，增加，刪除，修改信息。 3)功能需求說明了軟件的功能，使用戶用這些功能以完成任務(wù)。 4)手持機(jī)統(tǒng)計(jì)模塊設(shè)計(jì) 該模塊自動(dòng)統(tǒng)計(jì)己抄、未抄及表具異常情況，使抄表員能全面掌握抄表的情況。(1) 雙向表具抄收函數(shù)short read2meter( unsigned char *ip,short int model)流程，該過程主要實(shí)現(xiàn)無線雙向燃?xì)獗頂?shù)據(jù)的讀取和存儲(chǔ)。該命令無返回指令。手持機(jī)與中心管理PC管理計(jì)算機(jī)只將的通信必須遵循一定的通信協(xié)議和通信步驟，下面介紹一下手持機(jī)與中心管理計(jì)算機(jī)之間的通信協(xié)議。 EH0318手持機(jī)的構(gòu)成包含四個(gè)層次:硬件，BIOS，驅(qū)動(dòng)/API和應(yīng)用程序，: ，BIOS存在于手持機(jī)的閃存中的，API包含在一個(gè)名為“手機(jī)”的庫中。無線方案在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到整個(gè)系統(tǒng)的通用性，以及后續(xù)維護(hù)安裝的方便性，因此在設(shè)計(jì)時(shí)不同模塊之間有很多通用的地方，諸如CPU單元和無線模塊，因此本文在采集器設(shè)計(jì)部分主要介紹一下采集器設(shè)計(jì)時(shí)所設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)單元和時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)?；陔p向燃?xì)獗矸桨傅某硐到y(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要是雙向燃?xì)獗碛布O(shè)計(jì)，本系統(tǒng)的雙向燃?xì)獗硎窃趥鹘y(tǒng)機(jī)械燃?xì)獗淼幕A(chǔ)上進(jìn)行改裝而成，配備了相應(yīng)的光電傳感器，它的設(shè)計(jì)關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的精度。 2) CPU處理速度 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)。 1) CPU中央管理模塊CPU中央管理模塊是手持機(jī)的大腦中樞，它負(fù)責(zé)指揮和協(xié)調(diào)各外圍功能模塊的工作。 SRWF501無線模塊技術(shù)參數(shù)[36]本文采用上海桑銳公司的SRWF501無線通信模塊作為無線傳輸接口，該模塊提供標(biāo)準(zhǔn)RS232，RS485和UART（TTL電平)三種接口方式，可與計(jì)算機(jī)、RS485設(shè)備、單片機(jī)和其它UART器件直接連接使用，同時(shí)采用通用工作頻段，具有低發(fā)射功率、高敏接收和傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，較之藍(lán)牙、ZigBee等技術(shù)具有成本低、功耗低、協(xié)議簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，十分適合于短距離無線抄表應(yīng)用。(3)光電轉(zhuǎn)換型:在電表的轉(zhuǎn)盤處裝一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)盤上有一條槽(或一條黑線)，轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，溝槽經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器完成一次光電轉(zhuǎn)換，輸出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖。對(duì)于這種情況，解決方案采用了采集器—單向表具方案，單向表具每隔一段固定時(shí)間將累積數(shù)據(jù)傳輸?shù)讲杉髦校看纬頃r(shí)手持機(jī)通過與采集器通訊得到該采集器所管理的表具的數(shù)據(jù)，該方案適用于高層公寓樓的抄表方案解決，:單向燃?xì)獗?單向燃?xì)獗? 單向嫩氣表n 該方案有四個(gè)部分組成: (1)無線單向燃?xì)獗砭撸?(2)無線采集器； (3)手持機(jī)； (4)中心管理計(jì)算機(jī)。但選擇紅外發(fā)作為抄表通信方式，也有其自身無法克服的缺點(diǎn)，諸如: 1)放像性強(qiáng)，角度要求嚴(yán)格； 2)傳輸距離短，且受天氣影響； 3)容易受各種熱源、光源的干擾； 4)收發(fā)之間不能有遮擋物； 5)由于灰塵的存在，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詴?huì)受影響。2無線抄表系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)衡量一個(gè)抄表系統(tǒng)的優(yōu)劣，關(guān)鍵在于表具數(shù)據(jù)信息的正確采集和數(shù)據(jù)的可靠傳輸。 總的說來，無線抄表系統(tǒng)具有的共同優(yōu)勢(shì)如下: 1)無需架設(shè)電纜，節(jié)省了人力物力，投資是相當(dāng)節(jié)省的； 2)無線的方式可迅速建起通信鏈路，工程周期大大縮短； 3)相比有線系統(tǒng)有更好的擴(kuò)展性； 4)出現(xiàn)故障時(shí)，只需維護(hù)無線數(shù)據(jù)模塊，能快速找出原因，恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。Wavenis技術(shù)可以集成在所有需要在ISM無線頻帶當(dāng)中無線接入的自主型設(shè)備，更準(zhǔn)確地說這種技術(shù)在868 MHz（歐洲)，915 MHz(美國)和433 MHz(亞洲)頻段內(nèi)操作，不用向無線電委員會(huì)申請(qǐng)專用頻率。但是與紅外抄表方式相比它的通信距離更遠(yuǎn)，實(shí)用性更強(qiáng)，因此廣泛運(yùn)用于抄表。 如上所述，采用通訊線路作為信息上傳的通道存在著短路、斷線隱患，錯(cuò)綜復(fù)雜的線路使系統(tǒng)調(diào)試和維護(hù)困難重重。這種通信方式的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)，但是由于Internet網(wǎng)絡(luò)的保密性比較差和數(shù)據(jù)包在傳輸?shù)倪^程中容易丟失，同時(shí)由于智能終端設(shè)備成本比較高，這種通訊的方式很少被采用[13]。該自動(dòng)抄表系統(tǒng)為雙向自動(dòng)通信抄表系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)居民和商業(yè)用戶的電能表與煤氣表的自動(dòng)化。 同時(shí)近年來隨著城市建設(shè)速度的加快和城市范圍的不斷擴(kuò)展，人工抄表所需的人力與經(jīng)費(fèi)均相當(dāng)可觀，為提高經(jīng)營績(jī)效和節(jié)省開支，水、電、氣公司都需要以自動(dòng)抄表系統(tǒng)來取代人工抄表方式。摘 要 41緒論 5 5 6 7 7 9 10 142無線抄表系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 16 16 17 17 17 20 22 23 27 283無線抄表系統(tǒng)底層硬件平臺(tái)設(shè)計(jì) 28 28 31 31 32 344手持機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 35 35 35 36 36 37 39 40 41 43 44 45 48 50 53 55 56 56 56 58 59 59 59 UML簡(jiǎn)介 60 62 65 68 69 70 73 74 756運(yùn)行與測(cè)試 76 76 79 807總結(jié)與展望 81 81 82參考文獻(xiàn) 84摘 要 目前抄表方式以有線方式為主，諸如電力線載波、電話線、RS485或者是上述幾種有線方式的混合。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)來提供給用戶，必將受到廣大居民住戶的歡迎[3]。采用自動(dòng)抄表系統(tǒng)來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，以及各類煤氣表。5)MBUS儀表總線 MBUS是一種歐洲標(biāo)準(zhǔn)的2線總線，專門為消耗測(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門滿足其應(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)域正在被越來越廣泛的采用[l4][15][16]?；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)亟待解決的問題，而以無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]。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。Wavenis技術(shù)提供完善的接口和中間件，有很強(qiáng)的靈活性，支持無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠提供建立一個(gè)無線網(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。無線抄表系統(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)未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。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，從而制定出無線抄表系統(tǒng)的具體方案?；谏鲜鲈颍疚倪x用射頻技術(shù)為無線抄表系統(tǒng)抄讀方式的首選。 其工作原理如下:在正常計(jì)量狀態(tài)，無線單向燃?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，通過無線傳輸模塊對(duì)無線采集器進(jìn)行無線查詢。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)，由于表盤的抖動(dòng)和傳輸過程中的電磁干擾等因素，容易引起脈沖丟失或多計(jì)脈沖。手持機(jī)(又稱抄表器、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。通過翻譯輸入指令，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。 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。 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10萬次寫操作，EEPROM可經(jīng)受100萬次寫操作，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Timerl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。 采集器為了進(jìn)行時(shí)鐘校驗(yàn)，因此引入了時(shí)鐘模塊。手持機(jī)軟件開發(fā)的主要的編程語言是GNU C/C++，而主要的開發(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。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)。 (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。該模塊主要使用的函數(shù)是user_stat()函數(shù)，該函數(shù)通過判斷User自定義結(jié)構(gòu)體中todaynum和misflag的值來判斷本次任務(wù)已抄、未抄及表具異常情況。本節(jié)對(duì)系統(tǒng)的功能性需求進(jìn)行了重點(diǎn)分析和說明，通過分析用戶對(duì)系統(tǒng)的需求，確定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源和流向，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。 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，而在雙向無線燃?xì)獗砭叻桨钢校杉瘑卧x為一個(gè)或幾個(gè)無線表具信息的集合體，其目的是為了。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。本系統(tǒng)的鏈接描述主要就是添加用戶自己的庫，體現(xiàn)在鏈接描述文件的描述語句就是GROUP(lgcc lg lm 1m2002 )。 1)數(shù)據(jù)庫格式化函數(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)庫的id； blocknum:數(shù)據(jù)庫的全部存儲(chǔ)塊的個(gè)數(shù)； recsize:用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫中用戶記錄的存儲(chǔ)區(qū)的空間大小。由于底層對(duì)于不同的樓層采用兩種方案，本文將對(duì)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。2)協(xié)議格式如下:每個(gè)數(shù)據(jù)包以字符‘$’開頭，字符‘a(chǎn)mp。 各個(gè)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(gè)用戶的當(dāng)月燃?xì)獗硎緮?shù)，并顯示在手持機(jī)屏幕