【正文】 通信的目的。為輸入使能端,為0時允許接收器工作,A、B為輸入端,RO為輸出端。DI為輸入端,A、B為輸出端。MAX487與MSP430的接口電路如圖4所示。本設(shè)計采用Maxim公司生產(chǎn)的MAX487芯片作為RS485通信收發(fā)器[3],MAX487芯片具有RS485通信協(xié)議,可以帶下位機128個、傳輸距離大于1km、傳輸速率達250kb/s。RS485接口在總線上允許連接多達128個收發(fā)器,具有良好的抗噪聲干擾性、長的傳輸距離和多站能力等優(yōu)點?？紤]到串行數(shù)據(jù)通信只需要一對數(shù)據(jù)傳送線進行信息的傳送,所需傳輸線條數(shù)極少,傳送成本較低,特別適用于分級、分層和分布式控制系統(tǒng)以及遠距離通信之中,故本設(shè)計選擇串行數(shù)據(jù)通信。不同的驅(qū)動方案所占用的單片機引腳數(shù)是相同的,采用2MUX驅(qū)動8位液晶顯示所需的引腳數(shù)為2+8*8/2,輸出引腳與液晶顯示器件的連接如下:PIN號 1 2 3 4 5 6 …… 29 30 31 32430引腳 S0 S1 S2 S3 S4 S5 …… S28 S29 S30 S31 COM0 COM1LCD COM0 1f 1h 1d 1e 2f 2h …… 8f 8h 8d 8e COM0LCD COM1 1a 1b 1c 1g 2a 2b …… 8a 8b 8c 8g COM1通過設(shè)定液晶控制寄存器LCDCTL中的控制位來控制數(shù)據(jù)的顯示,這里設(shè)定為4MUX顯示模式,向液晶顯示緩存LCMDX寫入要顯示的數(shù)據(jù),片內(nèi)驅(qū)動控制電路就會輸出相應的驅(qū)動信號完成顯示。液晶顯示板的公共極由COMn信號驅(qū)動,段極由SEGn驅(qū)動。 AD7755的CF輸出端輸出的脈沖頻率正比于平均有功功率,通過它可以求平均功率和一個積分周期內(nèi)消耗的電能:平均功率 = 平均頻率= 脈沖個數(shù)/積分時間電能 = 平均功率積分時間= 脈沖個數(shù)在正常運行時,積分時間可以定為1到2秒,這取決于顯示部分更新的需要。AD7755為低功耗的CMOS芯片,內(nèi)部除了ADC和濾波、相乘電路外都采用了數(shù)字電路,有效的去除了尖脈沖等干擾信號,使得它在惡劣的環(huán)境條件下仍能保持極高的準確度和長期的穩(wěn)定性。由于在MSP430單片機中沒有I2C總線的硬件,所以采用軟件模擬I2C讀寫數(shù)據(jù)的方法。接口采用3根口線,產(chǎn)生中斷后,通過I2C總線讀取PCF8563的基準時間。尤其是其采用I2C總線通訊方式,不但使外圍電路極其簡潔,而且也增加了芯片的可靠性。在眾多的實時時鐘芯片中,我們選用了PHILIPS公司的PCF8563。微控制器（MCU）可通過載波接口與掌上電腦（HHU）進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)現(xiàn)場調(diào)試，完成參數(shù)設(shè)置等功能。微控制器（MCU）接收到脈沖信號后，通過對輸入脈沖個數(shù)進行累計并根據(jù)脈沖常數(shù)大小來實現(xiàn)對電能計量。乘法器輸出瞬時功率通過數(shù)字低通濾波器進行積分處理進入數(shù)字/頻率轉(zhuǎn)換器，變換成與被計量電能平均功率成比例的頻率脈沖信號（分為高頻脈沖信號和低頻脈沖信號），其中高頻脈沖輸出到校驗與微處理器接口，在本機中，ADE7755的低頻脈沖管腳懸空。被計量電能的電流通過分流器采樣得到電壓信號，再通過ADE7755芯片內(nèi)部的差放電路將電壓信號放大（其中放大倍數(shù)可設(shè)置為8和16倍），放大后的信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成與其成比例的數(shù)字信號，再經(jīng)過數(shù)字相位校正和高通濾波去除信號中的直流分量然后進入數(shù)字乘法器的一個輸入端。靈活的時鐘源。如紅外抄表微機就是一例。低壓電力線載波以及RS～485總線網(wǎng)是常見的總線型結(jié)構(gòu)。總線型通信系統(tǒng)是為克服星型連接的不足而采用的。信道通信數(shù)據(jù)量較大，要求有一定的傳輸速率和帶寬。 按照線路連接結(jié)構(gòu)的不同，通信系統(tǒng)可分為星型和總線型兩種類型。電子載波直接利用配電線網(wǎng)絡，免去了租用線路或占用頻段等問題，降低了抄表成本，并且有利于運營管理，發(fā)展前景十分廣闊。其基本原理是：在發(fā)送數(shù)據(jù)時，先將數(shù)據(jù)調(diào)制到一高頻載波上，再經(jīng)功率放大后耦合到電力線上。低壓電力載波通信是自動抄表技術(shù)的研究熱點。該方法的數(shù)據(jù)傳輸率較高且可靠性好，一次性投資??；不足是線路接通時間較長（通常需幾秒甚至幾十秒），當集中器數(shù)已較多時，集中器到控制中心的通信效率將明顯降低。其特點是傳輸頻帶較寬，通信容量較大（可與幾千塊電度表通信），通信距離遠（幾十公里，并可通過中繼站延伸）；主要缺點是需申請頻點使用權(quán)，且如果頻點選擇不合理，相鄰信道會相互干擾。無線通信適用于用戶分散且范圍廣的情況。纖通信具有頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠以及抗干擾性強等特點，適合上層通信網(wǎng)的要求。為了適應不同的環(huán)境條件以及成本要求，通信網(wǎng)絡的構(gòu)成有多種方案。 系統(tǒng)的選擇 一個完整的自動抄表系統(tǒng)最終實現(xiàn)的目的是要將電能表的數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡傳遞到遠方計算機設(shè)備為用戶和電能表管理方提供服務根據(jù)通信網(wǎng)絡的不同選擇自動抄表系統(tǒng)可以有各種組合方式. 幾種常見的系統(tǒng)組合方式 1, .2, 遠方計算機設(shè)備通過本地設(shè)備與電能表構(gòu)成自動抄表系統(tǒng),.3, 遠方計算機設(shè)備通過直接本地設(shè)備與電能表構(gòu)成自動抄表系統(tǒng)這種方式實時性較差對通信網(wǎng)絡的要求較低,成本低,可靠性好. 在本文中我們采取第2中系統(tǒng)組合方式：計算機設(shè)備和本地設(shè)備之間采用電力載波通訊。由于抄表獲得的數(shù)據(jù)量很大；因此要求中心工作站的硬件必須有一定的運算和存儲能力；而在軟件上首先要求操作系統(tǒng)應穩(wěn)定可靠；其次，抄表軟件必須具有處理海量數(shù)據(jù)的能力。遠方計算機設(shè)備主要由中心處理工作站以及相應的軟件構(gòu)成，是整個自動抄表系統(tǒng)的最上層，所有用戶的用電信息通過信道都匯集到這里，管理人員再利用軟件對數(shù)據(jù)進行匯總和分析，以便做出相應的決策。其中數(shù)據(jù)采集器主要負責對電能表的數(shù)據(jù)信號進行收集及存儲。鑒于此，目前應該研究的是如何將現(xiàn)有的網(wǎng)絡安全技術(shù)很好地融合到自動抄表系統(tǒng)中，以解決網(wǎng)絡開放性要求和系統(tǒng)安全性之間矛盾。對于控制訪問權(quán)限，則需要研究制定合理、高效的安全策略保證合法用戶能充分靈活邊行使其權(quán)限有效防止非法用戶的訪問及合法用戶的非法操作；同時，確保系統(tǒng)通信的、快速、便捷、通暢。對中心工作站的保護人可綜合運用防火墻、控制訪問權(quán)限以及使用安全內(nèi)核等技術(shù)。通常，密鑰只在小型的分布式網(wǎng)絡中應用，或網(wǎng)絡是中央集線器格局的。通信中既要保證所抄得數(shù)據(jù)的安全可靠傳輸，又必須確保中心工作站不會受到采自傳輸網(wǎng)絡的意外攻擊。自動抄表系統(tǒng)的通信是日分布在較廣范圍內(nèi)的采集器、集中器與中心處理站間交換數(shù)據(jù)的過程。另一個值得關(guān)注的問題是：一旦自動抄表系統(tǒng)采用了計算機網(wǎng)絡通信（特別是像Internet這樣大型的開放式網(wǎng)絡），它將面臨上述各種危險因素的挑戰(zhàn)。計算機網(wǎng)絡本身的缺陷、漏洞構(gòu)成內(nèi)因；而對于計算機網(wǎng)絡的攻擊的易于實施性成為外因。 電能表自動抄表系統(tǒng)中的電能表是指具有數(shù)據(jù)記錄存儲以及交換能力的電力儀表根據(jù)使用場合不同可以是工業(yè)用表或居民用表其內(nèi)部數(shù)據(jù)內(nèi)容可以不同,(這里我們選用一種基于MSP430單片機的復費率單相電能表.) ,通信RS485 通信,電力載波通信,無線通信,電話線數(shù)據(jù)通信,.有計算機網(wǎng)絡的介入，網(wǎng)絡安全問題就不可避免。它們把用戶的用電量以電脈沖的形式傳遞給上了一級數(shù)據(jù)采集裝置。本地抄表系統(tǒng)所使用的電度表一般加裝紅外轉(zhuǎn)換裝置，把電量轉(zhuǎn)換為紅外信號，抄表時操作人員到現(xiàn)場使用便攜抄表微機在紅外可視的距離內(nèi)非接觸地讀取數(shù)據(jù)。對于電力部門來說，遠程抄表需要投入大量的人力、物力和財力，給收取電費造成極大的不便，而GPRS自動抄表系統(tǒng)將成為新世紀比較普及的自動抄表系統(tǒng)之一。在移動通信公司的GPRS業(yè)務平臺上構(gòu)建電力遠程抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的無線數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點，而且設(shè)備安裝方便、維護簡單。(2) 主要產(chǎn)品及發(fā)展趨勢目前自動抄表廠家已經(jīng)認識到，表具必須具備直接輸出數(shù)據(jù)的功能，系統(tǒng)采用總線制結(jié)構(gòu)。由于內(nèi)部采用無干擾的電池供電，只要在硬件方面采取有效的隔離措施，軟件方面