【正文】 、采集器的軟件設(shè)計(jì)、以及上位微機(jī)PC的管理程序設(shè)計(jì)等三大部分。本章主要介紹集中器和采集器兩個(gè)子系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。 集中器的軟件設(shè)計(jì) 集中器主程序的設(shè)計(jì)在四表聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中，集中器的主要作用是通信，它是采集器NO初始化等待接收PC機(jī)成功向采集器發(fā)送命令定時(shí)等待采集器應(yīng)答成功第2次向采集器發(fā)送命令定時(shí)等待采集器應(yīng)答成功做通信故障記錄上電開始開定時(shí)器T0中斷，開串行中斷是否要與采集器通信處理命令YESYESNONOYESNO 集中器主程序流程圖NO向PC機(jī)應(yīng)答和上位微機(jī)PC之間進(jìn)行信息交換的橋梁和紐帶。因此，在集中器的主程序中串行中斷應(yīng)該打開，使它處于接收PC機(jī)命令的狀態(tài)。另外，它還要用定時(shí)中斷方式來(lái)定時(shí)抄取采集器中儲(chǔ)存的能耗等信息，定時(shí)時(shí)間約半小時(shí)，之所以將定時(shí)時(shí)間設(shè)為半小時(shí)，主要是基于以下考慮：這里可以簡(jiǎn)單地計(jì)算一下，以電表為例、假設(shè)用戶的月用電為200度，平均每天7度、對(duì)于一小時(shí)用戶的電能耗而言、采集器中儲(chǔ)存的電表數(shù)據(jù)變化很小，對(duì)于其它的能耗如用水量、用氣量等也一樣，其在采集器中儲(chǔ)存的對(duì)應(yīng)能耗數(shù)據(jù)變化就更??；而且如果定時(shí)時(shí)間過(guò)短，對(duì)儲(chǔ)存器的頻繁讀寫、對(duì)CPU的資源占用過(guò)多。所以，本文將定時(shí)時(shí)間設(shè)為半小時(shí)。本文以后章節(jié)所提到的定時(shí)半小時(shí)、其原因與此相似，不再一一解釋。在集中器主程序中，應(yīng)該處于等待接收的狀態(tài)。當(dāng)PC機(jī)發(fā)命令時(shí)，集中器中斷接收。且當(dāng)接收PC機(jī)命令成功時(shí)，在中斷中置接收PC機(jī)成功標(biāo)志。在主程序中，當(dāng)檢測(cè)到這個(gè)標(biāo)志時(shí)，調(diào)用處理子程序。這時(shí)主程序處于延時(shí)等待的狀態(tài)，當(dāng)處理成功之后，調(diào)用集中器向PC機(jī)應(yīng)答子程序；當(dāng)需要集中器進(jìn)一步將PC機(jī)發(fā)來(lái)的命令向采集器轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，則調(diào)用集中器向采集器發(fā)命令子程序；當(dāng)延時(shí)時(shí)間到不成功時(shí)、就認(rèn)為此時(shí)向采集器發(fā)送不成功，則再一次向采集器發(fā)送，如發(fā)送再次失敗的話，則做故障處理。若成功，則調(diào)用向PC機(jī)應(yīng)答子程序。當(dāng)向PC機(jī)應(yīng)答完成后，又返回主程序等待接收PC機(jī)的命令。 集中器向采集器發(fā)命令子程序的設(shè)計(jì)當(dāng)集中器接收PC機(jī)命令處理完后，如需進(jìn)一步向采集器轉(zhuǎn)發(fā)該命令，此時(shí)，就可以把PC機(jī)發(fā)來(lái)的命令進(jìn)一步向采集器轉(zhuǎn)發(fā)。這時(shí)要先把集中器發(fā)送采集器使能端打開，然后把PC機(jī)發(fā)來(lái)的命令的各個(gè)字節(jié)發(fā)出。集中器向采集器發(fā)命令共有11個(gè)，分別為設(shè)參數(shù)、抄水表、抄燃?xì)獗怼⒊瓱崮鼙砼瘹獗恚?、抄電表、預(yù)置用戶水量、預(yù)置用戶燃?xì)饬?、預(yù)置用戶暖氣量、預(yù)置用戶電量、設(shè)戶號(hào)和電表清零命令等。，起始碼68H、集中器號(hào)、采集器號(hào)、識(shí)別碼OAAH、控制碼、數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)等的具體格式要求和意義，請(qǐng)參閱本文“通信協(xié)議”中的集中器向采集器發(fā)命令協(xié)議的相關(guān)內(nèi)容。YYNN置向采集器發(fā)送使能發(fā)68H發(fā)集中器號(hào)發(fā)采集器號(hào)發(fā)命令碼發(fā)命令碼發(fā)0AAH發(fā)68H發(fā)控制碼發(fā)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)=0發(fā)送結(jié)束發(fā)校驗(yàn)碼發(fā)結(jié)束符16H返 回 集中器向采集器發(fā)命令子程序 發(fā)數(shù)據(jù) 采集器的軟件設(shè)計(jì)在采集器中，采集器既要接收集中器轉(zhuǎn)發(fā)的命令、進(jìn)行處理，要進(jìn)行能耗、參數(shù)的預(yù)置或抄取，進(jìn)行預(yù)置時(shí)要寫入存儲(chǔ)器24LC 16B，抄取時(shí)要讀取24LC 16B，存儲(chǔ)器24LC65和24LC 16B的讀和寫，我們將在后面介紹；又要與紅外抄表器進(jìn)行通信，進(jìn)行能耗、參數(shù)的預(yù)置或抄取；還向DF多用戶電能表發(fā)命令，需要打開向電表發(fā)送命令的通信使能端，轉(zhuǎn)發(fā)命令、等待接收DF電表（本文以下電表皆指DF電表）的應(yīng)答，如不需要進(jìn)一步向電能表發(fā)送命令時(shí)則要做處理成功的標(biāo)志，這時(shí)，采集器就可以向其上一級(jí)站點(diǎn)—集中器應(yīng)答了。，在采集器的主程序設(shè)計(jì)中，只是比集中器主程序的設(shè)計(jì)增加了采集脈沖和紅外抄表部分，其流程圖與集中器的主程序流程圖大體相似。采集器定時(shí)中斷只是為了定時(shí)抄取DF電表中用戶的電能耗信息，串口中斷則是為了接收集中器發(fā)來(lái)的命令，那么應(yīng)將串口中斷的優(yōu)先級(jí)設(shè)為高于定時(shí)器中斷。只要采集器不是處在定時(shí)半小時(shí)時(shí)間到、把串口中斷臨時(shí)關(guān)了、采集器正處于抄取能耗的狀態(tài)，一旦集中器發(fā)來(lái)命令時(shí)，采集器可立即產(chǎn)生中斷響應(yīng)。綜上所述，采集器的軟件設(shè)計(jì)除了包括采集器主程序的設(shè)計(jì)外，還包括向集中器應(yīng)答子程序的設(shè)計(jì)、紅外抄表器向采集器發(fā)命令子程序、采集器向紅外抄表器應(yīng)答子程序的設(shè)計(jì)、采集器處理命令子程序的設(shè)計(jì)、采集YESYESNONONOYESNOYES 采集器主流程圖初 始 化開串行中斷,開定時(shí)器T0中斷定時(shí)中斷采集脈沖中斷接收成功?處理命令要向DF表通信嗎？向DF發(fā)命令等待接收DF表成功否?第2次向DF表發(fā)命令等待接收DF表成功否?向集中器應(yīng)答處理通信故障記錄上電開始器定時(shí)中斷采集脈沖子程序的設(shè)計(jì)、采集器抄取電能子程序的設(shè)計(jì)等。其中，紅外抄表器向采集器發(fā)命令子程序與集中器向采集器發(fā)命令子程序完全一樣，采集器向紅外抄表器應(yīng)答子程序與采集器向集中器應(yīng)答子程序也完全一樣，此處不再贅述。另外，由于采集器向集中器和紅外抄表器應(yīng)答子程序的流程設(shè)計(jì)方法與集中器向PC機(jī)應(yīng)答的子程序流程設(shè)計(jì)相似，只是中斷和應(yīng)答成功的標(biāo)記不同而已，本文僅列舉出采集器與集中器軟件設(shè)計(jì)的不同部分。 采集器處理命令子程序的設(shè)計(jì)采集器處理命令子程序是在采集器接收集中器命令成功時(shí)，做處理命令工作的。當(dāng)集中器所發(fā)的命令為設(shè)置參數(shù)或預(yù)置能耗等命令時(shí)，采集器除了需要把這些數(shù)設(shè)置到存儲(chǔ)器24LC16B中外，還要根據(jù)情況進(jìn)一步向DF電能表轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)命令，即調(diào)用向DF電能表命令子程序；當(dāng)集中器要抄取能耗或參數(shù)等時(shí)，只需從采集器的存儲(chǔ)器24LC16B中讀取就可以了，這時(shí)要設(shè)置好相應(yīng)的處理完標(biāo)志。集中器向采集器所發(fā)的命令有11個(gè)，命令碼為51H、 53H～5AH、 5CH、5DH，有次表示設(shè)參數(shù)、抄冷水表、預(yù)置暖氣量、預(yù)置電量、設(shè)戶號(hào)、電表清零等。因此，采集器處理命令子程序要一步一步判斷是集中器所發(fā)的哪一個(gè)命令，根據(jù)命令類型的差異做不同的分支處理。，有關(guān)命令碼的意義與集中器處理PC機(jī)命令大同小異。如當(dāng)命令碼為S1H時(shí)，表示集中器對(duì)采集器的24LC16B寫參數(shù)，并向DF電能表轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)參數(shù)命令；當(dāng)命令碼為53H時(shí)，表示集中器從采集器的24LC16B讀用戶水量，并置處理完標(biāo)志……當(dāng)命令碼為5DH時(shí)，集中器向采集器發(fā)清24LC16B電量命令，并向DF電能表轉(zhuǎn)發(fā)電量清零命令等等，有關(guān)說(shuō)明請(qǐng)參閱集中器處理PC機(jī)命令子程序的設(shè)計(jì)。NNNNNNNNYYYYYYNNNNYYYYYYYYYYYYYYYYY 采集器處理命令子程序流程圖 YYYYNNNNNNNNNNNNNNNN向DF發(fā)設(shè)參數(shù)命令寫24LC16B參數(shù)置處理完標(biāo)志控制碼01H?控制碼01H?控制碼01H?控制碼01H?控制碼24H?控制碼24H?控制碼24H？控制碼24H？控制碼24H?讀24LC16B參數(shù)讀24LC16B水量讀24LC16B燃?xì)饬孔x24LC16B暖氣量讀24LC16B電量寫24LC16B水量寫24LC16B燃?xì)饬繉?4LC1B6暖氣量寫24LC16B電量置處理完標(biāo)志置處理完標(biāo)志置處理完標(biāo)志置處理完標(biāo)志置處理完標(biāo)志置處理完標(biāo)志向DF發(fā)置電量命令向DF電表發(fā)戶號(hào)命令命令51H？返 回命令53H？命令54H?命令55H?命令56H？命令57H?命令58H？命令59H？命令5CH?命令5CH?命令碼5DH?開始控制碼24H?71H?控制碼30H?數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為05H?17H?27H?72H?向DF發(fā)清電壓命令清24LC16B電量01H?Y 采集器采集脈沖子程序的設(shè)計(jì)從前面的介紹，我們已經(jīng)知道對(duì)用戶基表的能耗計(jì)量是分別通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)傳冷水表、遠(yuǎn)傳燃?xì)獗砗瓦h(yuǎn)傳熱能表等所發(fā)出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，再根據(jù)這類基表所對(duì)應(yīng)的脈沖常數(shù)把它們轉(zhuǎn)化為與之對(duì)應(yīng)的能耗。對(duì)基表能耗脈沖的采集是通過(guò)采集卡來(lái)獲取的。一個(gè)采集器上可以掛N個(gè)采集卡（N≤7），采集卡的數(shù)量N隨用戶能耗基表的種類和數(shù)量而有所變化。從本文第三章采集卡的硬件電路設(shè)計(jì)中我們可知，一個(gè)采集卡上有兩片緩沖器244，一片244可以采集8路基表脈沖信息；且我們還知道，一旦某采集卡類型被設(shè)定為采集水表信息、則該卡的16路脈沖信息全為水表信息。所以，采集器要分別對(duì)這14片244 （7卡X2片/卡）采集脈沖，必須先判斷該采集卡的類型（水表卡為燃?xì)獗砜榕瘹獗砜?），若不為水、燃?xì)夂团瘹猓瑒t認(rèn)為該卡沒掛遠(yuǎn)傳能耗基表（即遠(yuǎn)傳冷水表、遠(yuǎn)傳燃?xì)獗砗瓦h(yuǎn)傳熱能表）。如果該卡上掛有遠(yuǎn)傳能耗基表，則先把第一片244選通，把8路脈沖組合碼讀到PO口，要注意軟件去抖，然后與上次采集的脈沖組合碼進(jìn)行比較，有變化時(shí)、看是哪一路的，變?yōu)榈牡碗娖竭€是高電平。在設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)是采用電平“由低到高”來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)的。在計(jì)數(shù)中，要先根據(jù)相應(yīng)的脈沖常數(shù)計(jì)算一個(gè)脈沖應(yīng)該加多少能耗。在采集完采集卡的第一片244 （1～8戶）后，先判斷戶數(shù)為多少，當(dāng)戶數(shù)小于或等于8路時(shí)，就沒必要采集該卡的下一片244了，否則還要繼續(xù)采集該卡的第二片244 （9～16戶）。采集器采集該采集卡的第二片244時(shí)，就不再需要判斷YYYYYYYYYYNNNNNNNNNN注：N：采集卡號(hào)0—6M：緩沖器號(hào)0—15N=(M1)/2采集卡類型號(hào)：1：水卡2：煤氣卡3：暖氣卡02H?03H?M=16?M=16?緩沖器號(hào)M+2 采集器采集子程序流程圖返回開始緩沖器244號(hào)M+2令N=0,M=0讀第N=(M1)/2個(gè)采集卡的類型號(hào)讀第M個(gè)244的脈沖組合碼_B,去抖再次讀第M個(gè)244的脈沖組合碼_AA和B相同嗎?01H?讀上次第M個(gè)244的脈沖組合碼_A本次采集第M個(gè)244的脈沖組合碼B_存儲(chǔ)區(qū)調(diào)記數(shù)處理子程序A和B相同嗎?戶數(shù)小于9?緩沖器號(hào)M+1讀第M個(gè)244的脈沖組合碼_B,去抖再次讀第M個(gè)244的脈沖組合碼_A讀上次第M個(gè)244的脈沖組合碼_A本次采集第M個(gè)244的脈沖組合碼B_存儲(chǔ)區(qū)調(diào)記數(shù)處理子程序緩沖器號(hào)M+1A和B相同嗎?A和B相同嗎?該采集卡的類型了，采集和計(jì)數(shù)方法與采集器采集該卡的第一片244相同。對(duì)于其它類型的采集卡、采集器依據(jù)上述思路分別依次進(jìn)行脈沖采集。如此，采集器采集完其所掛的全部的采集卡需要形成N個(gè)循環(huán)（本文以一個(gè)采集器掛7個(gè)采集卡為例，循環(huán)次數(shù)最終應(yīng)由采集器所掛采集卡的個(gè)數(shù)N來(lái)確定）。YYNNNY=1?X加1調(diào)計(jì)能耗子程序X為8?返 回上次采集值B .X=0? 采集記數(shù)處理子程序流程圖X=0開始 采集器中斷抄取電能子程序的設(shè)計(jì)同前面集中器選擇半小時(shí)作為定時(shí)時(shí)間的道理一樣，在采集器中，系統(tǒng)也是將采集器抄取能耗的定時(shí)中斷時(shí)間設(shè)為半小時(shí)（當(dāng)然，定時(shí)時(shí)間的NOYESNONOYES 采集器定時(shí)中斷流程圖中斷返回向DF電表發(fā)送抄電能耗命令定時(shí)等待DF電表應(yīng)答成功第2次向DF電表發(fā)送命令定時(shí)等待DF電表應(yīng)答成功做通信故障記錄定時(shí)T0中斷定時(shí)半小時(shí)時(shí)間到長(zhǎng)短可以根據(jù)用戶的具體要求進(jìn)行設(shè)定）來(lái)抄取電能耗的。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，采集器向DF多用戶電能表發(fā)抄電表命令，等待該電表的應(yīng)答，沒有應(yīng)答時(shí)，可重發(fā)第二次。當(dāng)接收成功時(shí)，把電量存儲(chǔ)在采集器的24LC 16B存儲(chǔ)器中。采集器定時(shí)中斷流程圖的設(shè)計(jì)，其形式與集中器的定時(shí)中斷流程圖相似，且比其簡(jiǎn)單。以上，本文給出了采集器和集中器軟件設(shè)計(jì)中所用到的主要子程序的流程框架。當(dāng)然，上電一開始的初始化部分也是本軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，初始化主要包括系統(tǒng)的軟復(fù)位、各運(yùn)算和計(jì)數(shù)單元的初值恢復(fù)、軟件定時(shí)的打開和串行口的初始化等一系列操作。5 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析本次設(shè)計(jì)是基于市場(chǎng)的需求，現(xiàn)代單片機(jī)和通訊的發(fā)展而設(shè)計(jì)的。本課題對(duì)四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)智能小區(qū)的發(fā)展起很大的推動(dòng)作用，對(duì)中國(guó)與世界在這方面的接軌也做出巨大的貢獻(xiàn)。設(shè)計(jì)以采集器，集中器，電源及后備電源為主要硬件，其中有相應(yīng)的抗干擾措施，系統(tǒng)可以穩(wěn)定的運(yùn)行。通訊采用RS485總線的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，滿足了通訊波特率和通訊距離的要求，抗干擾性能好。端口之間采用雙絞線連接，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠。單片機(jī)芯片采用AT89C52，是一個(gè)低電壓。高性能CMOS 8位單片機(jī)，體積小價(jià)格低。后備電源保證了市停電時(shí)水，暖和煤的正常收費(fèi)，系統(tǒng)采用X5045檢測(cè)低電壓，X5045把四種常用的功能：上電復(fù)位、看門狗定時(shí)器、電源電壓監(jiān)控和塊鎖（Block LockTM）保護(hù)的串行EEPROM存儲(chǔ)器組成在一個(gè)封裝之內(nèi)。這種組合降低了系統(tǒng)成本、減少了電路板空間和增加了可靠性。 該系統(tǒng)容量大，最大可以管理4096戶的各種遠(yuǎn)傳基表的能耗信息；模塊化的設(shè)計(jì)思路，使得系統(tǒng)又有很強(qiáng)的靈活性，可以滿足用戶的實(shí)際需求，自由配置集中器、采集器和采集卡的數(shù)量等。特別適用于城市住宅區(qū)，實(shí)現(xiàn)了小區(qū)用戶冷水表、燃?xì)獗怼崮鼙砗碗娔鼙淼饶芎幕淼倪h(yuǎn)程數(shù)據(jù)抄錄，解決了能耗管理的離散性和抄表數(shù)據(jù)人工處理及收費(fèi)的繁瑣過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了住宅能耗計(jì)量的高質(zhì)量和高效率管理，市場(chǎng)應(yīng)用前景十分巨大。6 總結(jié)與展望四表聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠成功地對(duì)遠(yuǎn)傳冷水表、遠(yuǎn)傳熱能表、遠(yuǎn)傳燃?xì)獗砗瓦h(yuǎn)傳電能表等基表發(fā)出的脈沖信息進(jìn)行采集，且不會(huì)發(fā)生丟失脈沖現(xiàn)象，即使在脈沖常數(shù)改變時(shí)