【文章內(nèi)容簡介】 TE與通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，在這里指MODEM。主站計算機端的MODEM從主站串行接收數(shù)據(jù)，經(jīng)過調(diào)制，將該數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，通過電話線網(wǎng)絡(luò)傳送到主集中器端的MODEM。主集中器端的MODEM再將這種模擬信號進行解調(diào)，然后予以接收。通過MODEM進行調(diào)制與解調(diào)的過程如圖3 所示。MODEMMODEMDTEDTE數(shù)字信號數(shù)字信號模擬信號圖3 MODEM 調(diào)制及解調(diào)過程和其他通信標準一樣，MODEM通信也有一套自己的規(guī)則和標準，這套規(guī)則和標準就是AT命令集。AT是Attention(“引起注意”)的縮寫，所有的MODEM命令都由這個特定的AT命令前綴開始，再以一個單字符的命令結(jié)束標志(回車符)結(jié)尾。在本系統(tǒng)中，當MODEM處于命令狀態(tài)時，主站計算機發(fā)送的AT撥號命令為：“”ATEOQOS37=5S8=14DT”amp。PhoneNoamp。vbCr”。其中： 。“EO”——表示在命令狀態(tài)下關(guān)閉AT的回顯功能；“QO”——表示MODEM要返回結(jié)果碼(“OK”等)給接收端DTE：“S37”、“S8”——均是s寄存器中的一種，其中“$37”寄存器確定兩個MODEM之間建立連接的通信速率；而“S8”描述逗號撥號修飾符的暫停時間，即當MODEM在撥號過程中遇到逗號時應(yīng)暫停的時間；“D”——表示MODEM進入摘機狀態(tài)準備撥號呼叫，“DT”則表示進入音頻撥號方式(T為音頻、P為脈沖方式)；“PhoneNo”——某用戶電話號碼：“vbCr”——回車符。 主集中器下行信道電力遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)的主、從集中器之間通過CAN總線相連，因此，主集中器的下行信道就是CAN總線，而CAN總線節(jié)點便是從集中器節(jié)點。從集中器節(jié)點經(jīng)系統(tǒng)上電初始化后便具有不同的節(jié)點地址，而且該地址可以動態(tài)改變。在實際運行過程中，主集中器收到主站的命令或數(shù)據(jù)后，便將該命令或數(shù)據(jù)通過CAN通信信道傳送給CAN節(jié)點——從集中器；然后，從集中器再將該命令或數(shù)據(jù)下傳到其底層的RS．485總線，并進行相關(guān)操作。CAN(Controller Area Network控制器局域網(wǎng))是目前較為流行的一種現(xiàn)場總線技術(shù)，也是～種有效支持分布式控制和實時控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN總線具有以下幾個重要特點：(I)報文以短幀傳送，標識符連同RTR位共同規(guī)定了報文的優(yōu)先權(quán)(其中標識符的高7位不能全為1)，總線按優(yōu)先權(quán)進行非破壞性仲裁。(2)CAN不分主從，以多主方式工作。其任意節(jié)點任何時刻都可向總線發(fā)送信息，各節(jié)點通過ACR、AMR進行報文濾波。(3)只要正確設(shè)置CAN控制器的一些寄存器(如位定時寄存器BTR0、BTRl，濾波寄存器ACR、AMR，輸出寄存器OCR等)即可實現(xiàn)點對點、點對多點以及全局廣播等幾種通信方式。(4)CAN上某一節(jié)點通過發(fā)送遠程幀可以申請其他節(jié)點的數(shù)據(jù)。由標識符的低三位DO～II)2可以實現(xiàn)報文的拼接，其通信既方便又靈活。(5)CAN總線的通信波特率最高可達1Mbps，通信距離最遠可達10km，其節(jié)點最多可達110個。本系統(tǒng)用到的CAN控制器是美國PHILIPS公司的SJAl000芯片。可以通過對SJAl000的位定時寄存器BTR0、BTRl進行設(shè)置來實現(xiàn)不同通信波特率的要求，CAN總線的通信波特率與通信距離有著密切的關(guān)系，一般來說，波特率越高，距離越短，反之亦然。主站計算機集中器主82C250,SJA100082C250，SJA1000集中器從 n82C250，SJA1000集中器從1圖 4 CAN總線的構(gòu)成框圖……120Ω120Ω在具體通信中我們使用了SJAl000的增強工作模式，這種工作模式優(yōu)點很多，如可以進行雙濾波方式通信、通信的可靠性很高、不易出錯等等，其中雙濾波通信方式是本系統(tǒng)最重要的用法。要實現(xiàn)CAN總線增強模式的選擇，只要設(shè)置SJAl000時鐘寄存器的第7位一cDR位為“1”即可。圖2．4所示為CAN總線在該系統(tǒng)中的構(gòu)成框圖，圖中，PCA82C250為總線驅(qū)動器，它提供對總線的差動發(fā)送能力和對CAN控制器的差動接收能力。 從集中器下行信道當從集中器收到來自CAN總線上的命令或數(shù)據(jù)后，便將該命令或數(shù)據(jù)下傳到其底層的RS485總線，并進行其相關(guān)操作。因此RS485總線便是從集中器的下行信道。建議性標準RS485作為一種多點、差分數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庖?guī)范已成為業(yè)界應(yīng)用最為廣泛的標準通信接口之一。這種通信接121允許在簡單的一對雙絞線上進行多點、雙向通信，它所具有的噪聲抑制能力、數(shù)據(jù)傳輸速率、電纜長度及可靠性是其他標準無法比擬的。正因為如此。許多不同領(lǐng)域都采用RS485作為數(shù)據(jù)傳輸鏈路，例如汽車電子、電信設(shè)備、局域網(wǎng)、蜂窩基站、工業(yè)控制、儀器儀表等等。這項標準得到廣泛接受的另外～個原因是它的通用性，RS485標準只對接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及插件、電纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自已的高層通信協(xié)議。EIA RS485是CCITT標準化兼容的平衡式電氣特性標準。該標準采用集成電路，在一對平衡的互連電纜上傳送差分信號，接收端用差分接收器進行信號判決。這種接口具有抑制共模干擾的能力，因此抗干擾性能很好，信號發(fā)送頻率最高可達10MHz。在使用雙絞線，信號速率小于100kbps時，傳輸距離可達1200km。RS．485接口在一個通道上可進行半雙工通信，所以只需兩根導(dǎo)線便可雙向通信，并可方便地構(gòu)成一點對多點或多點之間的通信網(wǎng)絡(luò)，一般使用雙絞線作為網(wǎng)絡(luò)總線?？偩€上掛接的節(jié)點個數(shù)因選用的接口驅(qū)動芯片而異，最多可接256個節(jié)點。RS485接口的主要標準如下：(1)傳輸方式：差分(2)傳輸介質(zhì)：雙絞線(3)標準節(jié)點數(shù)：32 (4)共模電壓范圍：7V～+12V(5)差分輸入范圍：7V～+12V(6)接收器靈敏度：177。200mV(7)接收器輸入阻抗：≥12KΩ(8)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)：總線型 變壓器運行參數(shù)計算在本系統(tǒng)中，從集中器硬件傳送來的三相電壓和四線電流都是平均值，而計算機只能顯示參數(shù)的有效值，因此，必須要進行平均值到有效值的轉(zhuǎn)換。下面以電壓為例，介紹這種轉(zhuǎn)換方法。電流有效值的轉(zhuǎn)換與其類似。設(shè)定U為電壓的平均值，u為瞬時值，Uav為有效值，Um為電壓信峰值，T為電壓信號的周期。對于一個周期信號來說，電壓u的有效值就是其均方根值，即 ………………………()另外我們知道，在實踐中用到的電壓平均值的計算公式為 ....................()而對于一個周期正弦電壓信號，由于 ...................()因此，可得電壓的平均值Uav為 它相當于正弦電壓經(jīng)全波整流后的平均值(如圖 5 所示)，這是因為取電壓的絕對值相當于把負半周的電壓值變?yōu)橄鄳?yīng)的正值。圖 5 正弦電壓的平均值，可知因此，通常將稱為波形因素，用字母k表示。故而，將從集中器測得的電壓、電流的平均值轉(zhuǎn)換為有效值進行顯示時，只要給平均值乘以波形因素k即可。 系統(tǒng)主站軟件的模塊化設(shè)計本系統(tǒng)主站采甩的是模塊化的設(shè)計方法。模塊是數(shù)據(jù)說明、可執(zhí)行語句等程序?qū)ο蟮募?，模塊化就是把一個完整的程序分成若干個小塊，其中每個小塊完成一個子功能，而把這些小塊集合起來組成一個整體，就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能，以滿足系統(tǒng)的需要。模塊化設(shè)計滿足了人們能夠輕松管理復(fù)雜的大型系統(tǒng)的需要，它是軟件應(yīng)具備的唯一屬性。如果一個大型程序僅由一個模塊組成，那么它將很難被人所理解。下面根據(jù)人類解決問題的一般規(guī)律，論證這個結(jié)論，從而得出模塊化設(shè)計思想的重要性。假設(shè)函數(shù)C(x)表示問題x的復(fù)雜程度，函數(shù)E(x)表示解決．x需要的工作量(時間)。那么對于兩個問題P1和P2來說，如果P1問題比P2闖題復(fù)雜，即： 那么 即在P1上花費的時間將大于在P2上花費的時間。同時，根據(jù)人類解決問題的經(jīng)驗，可以得到另一個有趣的規(guī)律，即： 也就是說，如果一個問題由P1和P2組合而成，那么該問題的復(fù)雜程度大于分別考慮每個問題時的復(fù)雜程度之和。顯然，解決問題所需的工作量： 不等式(2．10)說明，如果把一個復(fù)雜問題分解成許多容易解決的小問題，那么這個復(fù)雜問題也就容易解決了。這就是模塊化的設(shè)計思想。電力遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)是一個復(fù)雜的大型系統(tǒng)，利用模塊化的思想設(shè)計系統(tǒng)軟件，可以使程序容易設(shè)計、閱讀和理解，軟件結(jié)構(gòu)非常清晰，調(diào)試容易，可修改性強。 主站的串口通信軟件設(shè)計主站PC機中一般都有兩個RS一232串行通訊口，該口完成串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和串行數(shù)據(jù)接收、發(fā)送任務(wù)，采用RS一232通信標準，其結(jié)構(gòu)和使用都很簡單。而主站系統(tǒng)軟件VB的MSComm控件提供了事件驅(qū)動和查詢方式兩種方法實現(xiàn)串口通信。其中：事件驅(qū)動是處理串行端口交互作用的一種非常有效的方法；而查詢方式是通過MSComm控件間接調(diào)用API函數(shù)，充分利用系統(tǒng)已有的ActiveX控件實現(xiàn)快速開發(fā)正是VB的優(yōu)點之一；兩種方法都能實現(xiàn)串口通信和數(shù)據(jù)信息的傳輸。主站串口發(fā)送數(shù)據(jù)信息的程序如下：Dim bytSend()aS Byte，varTemp as Variant——定義變量；將待發(fā)送數(shù)據(jù)存入bytSend( )數(shù)組=l——使用COMl口=“9600，N，8，1”——9600波特，無奇偶校驗，8位數(shù)據(jù)，1位停止位。If Not MSComm 1 Portopen then——打開串口 =TrueEndifvarTemp=bytsend——利用varTemp為中介MSComml．OutBufferCount=0清除發(fā)送緩沖區(qū)MSComml．Output=varTemp——發(fā)送打包后的數(shù)據(jù)?；其他處理MSComml．Portopen=False 系統(tǒng)的MODEM通信軟件設(shè)計電力遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)以安裝在供電局的主站為中心，以發(fā)散的形式通過電話線與各臺變區(qū)域帶MODEM的集中器相連，形成1對N的連接方式，主站與主集中器利用電話網(wǎng)信道進行通信。由于計算機所能處理的數(shù)字信號一般不能直接進入電話線網(wǎng)絡(luò)，所以要在主站與主集中器兩端各加裝一個MODEM，MODE把主站或主集中器輸出的數(shù)字信號調(diào)制成模擬信號。通過電話線