【正文】 }}}}/*** brief Compares two buffers.* param[in] pBuffer1 First buffer to be pared.* param[in] pBuffer2 Second buffer to be pared.* param[in] BufferLength Buffer39。addoffset=addoffset+1。i++){RxBuffer[i]=0x00。}for (i=0。TxCounter=0。NbrOfDataToRead = 48。TIM2_Cmd(DISABLE)。}RxCounter++。if(RxBuffer[47]==0xfc){Rx_flag = 1。}}//啟動定時器2TIM2_Cmd(ENABLE)。while (sender){// Wait until end of transmitwhile (UART2_GetFlagStatus(UART2_FLAG_TXE) == RESET){}if (sender==13){// Write one byte in the UART1 Transmit Data RegisterUART2_SendData8(ReadCommand[TxCounter++]+addoffset)。sender=19。// 允許CPU全局中斷enableInterrupts()。//定時器2初始化,每2秒中斷一次TIM2_TimeBaseInit(9, 65535)。UART2_Init((u32)2400, UART2_WORDLENGTH_9D, UART2_STOPBITS_1, UART2_PARITY_EVEN, UART2_SYNCMODE_CLOCK_DISABLE, UART2_MODE_TXRX_ENABLE)。CLK_HSICmd(ENABLE)。CLK_DeInit()。GPIO_DeInit(GPIOD)。if (addoffset==9){addoffset=1。GPIO_WriteReverse(GPIOD,GPIO_PIN_0)。Tx_flag=0。//清中斷標志TIM2_ClearFlag(TIM2_IT_UPDATE)。far interrupt void TIM2_UPD_IRQHandler (void){ITStatus ins=RESET。u8 TxCounter= 0, RxCounter=0,NbrOfDataToRead=0,Timeout=0,itflag=0。/* Private variables */u8 RxBuffer[48]={0}。/* Private define */int sender=0。,0A0A59A1AI6Vvc0:mm_14507426_0_0:1330766460_3z2_118770327235195647615230632883include include include include /* Private typedef */typedef enum {FAILED = 0, PASSED = !FAILED} TestStatus。硬件電路設(shè)計連接圖如圖410：通過STM8單片機來控制鍵盤輸入，液晶屏顯示，然后將通過鍵盤輸入的內(nèi)容通過串口發(fā)送至GPRS，GPRS再將得到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡向外面發(fā)送出去，這樣實現(xiàn)了通過鍵盤輸入目標手機號碼，將讀表數(shù)據(jù)通過短信的方式發(fā)送出到目標手機號碼，這樣就可以同GPRS來實現(xiàn)遠程的抄表。(3)建設(shè)成本較低：由于采用GPRS的無線公網(wǎng)平臺，只需安裝好設(shè)備就可以，前期投資少、見效快，后期升級、維護成本低；(4)集抄范圍廣：GPRS覆蓋范圍廣，在無線GSM/GPRS網(wǎng)絡的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以完成對集抄的控制和管理?？珊芎玫貪M足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。在通信公司的GPRS業(yè)務平臺上建立自己的無線熱量表抄表系統(tǒng)，這樣就能實現(xiàn)熱量表數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡的無線數(shù)據(jù)傳輸，這樣的優(yōu)點在于能夠很好地利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡，大大的縮短了建設(shè)周期，而且能夠是投入的成本降低等優(yōu)點，除此之外還有設(shè)備安裝方便、維護簡單的特點。這里選用的是GPRS無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)。一個節(jié)點是否具有接受其它節(jié)點與其關(guān)聯(lián)的能力，主要取決于此節(jié)點可利用的資源，如存儲空間、能量等。當各項參數(shù)選定后，PAN協(xié)調(diào)點便可以接受其它節(jié)點為子節(jié)點。 網(wǎng)絡的組建原理第一個進入PAN(Personal Area Network)具有協(xié)調(diào)點能力且當前未加入任一網(wǎng)絡的節(jié)點可以發(fā)起建立Zigbee網(wǎng)絡[10]，這個節(jié)點就是該網(wǎng)絡的PAN協(xié)調(diào)點。Zigbee定義了三種設(shè)備類型：Zigbee協(xié)調(diào)器(Zigbee Coordinator，ZC)，用于初始化網(wǎng)絡信息，每個網(wǎng)絡只有一個ZC；Zigbee路由器(Zigbee Router，ZR)，它起監(jiān)視或控制作用，但它也是用跳頻方式傳遞信息的路由器或中繼器；Zigbee終端設(shè)備(Zigbee End Device，ZED)，它只有監(jiān)視或控制功能，不能做路由或中繼之用。應用框架層主要負責向用戶提供簡單的應用軟件接口(API)，包括應用子層支持APS(Application Sublayer Support)、Zigbee設(shè)備對象ZDO(Zigbee Device Object)等，實現(xiàn)應用層對設(shè)備的管理，為Zigbee技術(shù)的實際應用提供一些應用框架模型等，以便對Zigbee技術(shù)的開發(fā)應用。網(wǎng)絡/安全層主要實現(xiàn)密鑰管理、存取等功能。MAC層可以實現(xiàn)信標管理、信道接入、時隙管理、發(fā)送確認幀、發(fā)送連接及斷開連接請求，還為應用合適的安全機制提供一些方法。 ZIGBEE技術(shù)網(wǎng)絡層的體系結(jié)構(gòu)研究Zigbee技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)主要由物理層(PHY)、媒體接入層(MAC)、網(wǎng)絡/安全層以及應用框架層組成[11]，各層之間的分布如圖49所示。(8)有效范圍小：有效覆蓋范圍10～75米之間，具體依據(jù)實際發(fā)射功率的大小和各種不同的應用模式而定，基本上能夠覆蓋普通的家庭或辦公室環(huán)境。(7)優(yōu)良的網(wǎng)絡拓撲能力：Zigbee具有星型、樹型和網(wǎng)絡型等結(jié)構(gòu)的能力。(5)安全：Zigbee具有數(shù)據(jù)能夠完整性的檢查，還有鑒權(quán)的功能，是也能夠很靈活的檢測其安全屬性是否可靠。(3)成本低：數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾实秃蛥f(xié)議簡單，這樣就使投入的成本大大的降低了。(2)功耗低：在選擇了低功耗的情況下，兩節(jié)普通5號干電池的電量可以維持6個月到2年的時間。Zigbee聯(lián)盟還在其中加入了安全層，這樣就能夠保證了這種設(shè)備不會出現(xiàn)意外泄露的現(xiàn)象。一次能夠直接連接到設(shè)備上的節(jié)點由4K自己構(gòu)成，或者可以做為路由器的協(xié)議其由32K字節(jié)構(gòu)成，他們組成了一個完整的協(xié)議。最后，這些數(shù)據(jù)被傳輸進計算機，然后通過計算機對其進行收集處理。它擁有自己獨立的無線電標準，是通過相當多的傳感器之間的協(xié)調(diào)來實現(xiàn)通信的。Zigbee是一種新出現(xiàn)的傳輸距離短、傳輸速率低、傳輸功耗低的無線網(wǎng)絡技術(shù)，它是一種介于無線標記技術(shù)和藍牙之間的技術(shù)提案。2003年12月，IEEE正式發(fā)布了該技術(shù)物理層和MAC層所采用的標準協(xié)議，即IEEE ，作為Zigbee技術(shù)的網(wǎng)絡層和媒體接入層的標準協(xié)議。圖48 MBUS電路圖 ZIGBEE無線通訊設(shè)計 ZIGBEE知識介紹Zigbee技術(shù)[9]是由英國Invensys公司、日本三菱電氣公司、美國摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦等公司在2002年10月共同提出設(shè)計研究開發(fā)的具有低成本、體積小、能量消耗小和傳輸速率低的無線通信技術(shù)。MBUS發(fā)送數(shù)據(jù)的時候是通過電流的變化進行的，MBUSdata1導線電流經(jīng)過三極管Q2流向R6，通過R6電阻的壓降，前面的節(jié)點處在不通電流下得到了不同的電壓值，然后通過濾波電路得到了讀表的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從MBUSTra引腳發(fā)向了集中器。圖中，Tbit =1/波特率秒——二進制位傳送時間圖45 傳輸次序圖Tbyte =11Tbit——字節(jié)傳送的時間Td 1 =Tbyte——延遲的時間Tframe =幀字節(jié)數(shù)* Tbyte——幀傳輸時間圖46 主機請求成功圖 MBUS 電路的設(shè)計根據(jù)MBUS集中器的工作原理，結(jié)合網(wǎng)上的一些資料，自己設(shè)計的電路圖如圖48：圖47 主機請求失敗圖和PNP型的9013，這樣就可以導致Q1導通的時候Q3截止，Q1截止的時候Q3導通。傳輸響應過程見圖4圖47。例如，傳送數(shù)據(jù)域的值為12345678，其傳輸次序如圖45所示。校驗碼(CS) 一個字節(jié)從幀起始符開始到校驗碼之前的所有各字節(jié)進行二進制算術(shù)累加，不計超過FFH的溢出值。(8)數(shù)據(jù)字節(jié)在寫數(shù)據(jù)時≤32H，當數(shù)據(jù)長度等于零代表著無數(shù)據(jù)域。(6)數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)長度字段由一個表示字節(jié)數(shù)的整數(shù)構(gòu)成，它的表示格式是十六進制，是校驗字節(jié)和數(shù)據(jù)長度字節(jié)之間(該兩個字節(jié)不包含在里面)的數(shù)據(jù)字節(jié)的累計值。(5)控制碼控制碼的格式見圖44。當某一字節(jié)以AAH 尋址時，忽略該字節(jié)地址。地址長度為14 位十進制數(shù)。(3)儀表類型儀表類型是指在通信系統(tǒng)中的從站中用的儀表是哪類的計量儀表，如表42所示。加入前導字節(jié)本質(zhì)上是根據(jù)物理層的要求，這樣可以用使接收器適應和同步，一般是2－4個字符。最低位是字節(jié)D0，最高位是字節(jié)D7，傳輸時從低位向高位傳輸。幀的格式見圖42。 Mbus儀表總線協(xié)議主站通過自己發(fā)出的信息幀來控制從站。連接64 個從站時，最遠連接距離可達到3600m。MBus總線協(xié)議采用了主從結(jié)構(gòu)的半雙工通訊方式，根據(jù)不同的需要可以選擇是一主一從還是一主多從的操作，每一個從站都有自己獨立的地址編碼。主要包括讀取數(shù)據(jù)，寫入數(shù)據(jù)，密鑰設(shè)置，校對廣播，控制通信速率等。MBus 的數(shù)據(jù)鏈路層采用IEC870標準。(2)數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是在物理連接的基礎(chǔ)上建立、維護和解除數(shù)據(jù)連接。主機與從機之間的接口的物理特性與電氣特性都在物理層中得到了規(guī)定，負責物理媒體上信息的接收和發(fā)送。 表41 MBUS的OSI模型層功能標準應用層格式化數(shù)據(jù)NE14343表示層空會晤層空傳輸層空網(wǎng)絡層路由傳送——數(shù)據(jù)鏈路層建立數(shù)據(jù)連接IEC 870物理層設(shè)備連接MBUS儀表總線結(jié)構(gòu)原理見圖41所示。 MBUS總線的結(jié)構(gòu)模型在1978年國際標準化組織提出了OSI(open System Interconnection，即開放系統(tǒng)互聯(lián))七層參考模型。一般而言，能夠接入儀表總線上的計量儀表的數(shù)目能夠達到上百個，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x也能夠達打數(shù)千米。當計量儀表收到發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令時，它將自己前測量的數(shù)據(jù)傳送至主站，(主站可以是計算機或其它數(shù)據(jù)終端)。根據(jù)需要MBus一般采用拓撲結(jié)構(gòu)的總線系統(tǒng)。MBus儀表總線具有的三個基本特征：比較廣的范圍，可靠的傳輸技術(shù)，具有拓撲結(jié)構(gòu)。 MBus儀表總線設(shè)計 MBus儀表總線協(xié)議MBus是Paderborn 大學的Dr. Horst Ziegler與TI公司的Deutschland GmbH 和 Techem GmbH共同提出的，專門用在公共事業(yè)儀表的總線結(jié)構(gòu)上，稱MeterBus，簡稱MBus。超聲波熱量表通過MBus總線系統(tǒng)連接，這樣單片機與熱量表的通訊經(jīng)過MBus總線，得到的數(shù)據(jù)集中在MBus集中器中，然后通過ZIGBEE發(fā)送到PC。最后介紹了一下儀表系統(tǒng)硬件的設(shè)計。在熱量表系統(tǒng)中，溫度隨著時間的變化在不斷的變化，導致了水的密度也在不斷的對著溫度的變化來變化，所以就要同多對密度變化的補償來提高熱量的計算精度。 (319)式中：——定壓比熱容，單位為J/Kg℃； ——熱交換系統(tǒng)入口水溫，單位為℃； ——熱交換系統(tǒng)出口水溫，單位為℃。由于單片機內(nèi)不好進行積分的運算，所以一般采用每個一段時間對其進行一次熱量的計算的方法來解決這個問題，然后將每次得到的熱量累加起來得到累計的熱量，這樣就能夠避免了冗雜的積分運算。由熱力學理論可知，熱交換系統(tǒng)洗后或者釋放的熱量計算表達式如式318：圖37 熱量表系統(tǒng)原理圖 (318)式中：——熱體在系統(tǒng)中釋放或者吸收的總熱量，單位是J ——熱體流經(jīng)熱量表的流量，單位為Kg/h ——熱體流經(jīng)熱量表的體積流量，單位為m/h ——熱體流經(jīng)熱量表的密度，單位為Kg/m——進出口焓值差，單位為J/Kg ——時間，單位為s。熱量表系統(tǒng)原理圖如圖37決定傳熱量的因素一般由比熱容，溫度和載熱流體的質(zhì)量等因素決定。熱量表的主要組成部分為：配對溫度傳感器、流量傳感器及積算儀。(4)在電路的設(shè)計過程中應該主要不能使流過鉑電阻的電流大于1mA，當流過鉑電阻的電流過大的時候，其自身的產(chǎn)熱將會影響到測量精度，也就是所謂的自熱效應。在使用過程要保護導線的圖36 電容充放電時間絕緣。(3)安裝對測量精度帶來的影響。(2)由于制造工藝的原