【正文】 無鈴”（或 UTS）技術(shù)，不需電話振鈴，抄表請求電話能夠直接與現(xiàn)場通信。此撥出抄表系統(tǒng)（從數(shù)據(jù)接收器到電表端）限制了用途，并買斷了電話專線。此撥出抄表系統(tǒng)運(yùn)行和客戶電話使用沒有沖突，并且與“非測試”及公用遙測中繼（UTT）交換技術(shù)兼容。2．一種無干擾的系統(tǒng)基于電話的自動(dòng)抄表系統(tǒng)通訊是相互無干擾的。使用電話檢查器來識別電話是否占線或客戶是否拿起電話聽筒，如果系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，客戶電話占線，系統(tǒng)自動(dòng)停止傳送，稍后重新聯(lián)系傳送。 基于電話的自動(dòng)抄表系統(tǒng)諸多重要的優(yōu)點(diǎn)之一是能在任意場所安裝自動(dòng)抄表裝置，而不必在鄰近現(xiàn)場安裝。但是這種造價(jià)相對低廉,而且性能良好的自動(dòng)抄表系統(tǒng)在國內(nèi)卻尚未得到過推廣,甚至知道的人也很少，究其原因,應(yīng)該和中國電信的長期壟斷經(jīng)營,以及我國特殊的水、電、。在今天網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代,利用電話進(jìn)行自動(dòng)抄表技術(shù)對智能小區(qū)是不太適應(yīng)了,但是可以廣泛利用于舊式住宅的抄表系統(tǒng)的改造。然而無線抄表在國內(nèi)才剛起步，在集抄過程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ嵰?guī)約，也是多種多樣。主要原因是實(shí)現(xiàn)無線數(shù)傳的包容性和開放透明還有待加強(qiáng)。而且收費(fèi)汽車在行走中通過無線信號抄表,缺點(diǎn)是相當(dāng)明顯的：準(zhǔn)確度不高,準(zhǔn)確性可低到 70%。無線抄表還有一種方式,既近距離紅外線抄表。所以使用的更不廣泛。對于水表、氣表的無線抄送技術(shù)并不成熟，所以應(yīng)用于智能小區(qū)暫不可行的。IBMPC 機(jī)和 MCS51 單片機(jī)功能強(qiáng)、價(jià)格低廉、開發(fā)應(yīng)用方便, 尤其是單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的出現(xiàn),使單、數(shù)據(jù)采集、智能儀器儀表、比較薄弱,沒有像磁盤一樣永久保存大量信息的存儲(chǔ)設(shè)備,因此,由多個(gè)單片機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)一般都使用 IBMPC 機(jī)作為上位機(jī),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般采用總線分布式結(jié)構(gòu).標(biāo)準(zhǔn)通信總線又稱為外總線,用于控制機(jī)和各終端設(shè)備,儀器或其他設(shè)備間通信,主要分為并行總線和串行總線兩種?？紤]到本抄表系統(tǒng)的通信控制模塊與采集模塊距離較遠(yuǎn),以及現(xiàn)在的單片機(jī)在結(jié)構(gòu)、性能和經(jīng)濟(jì)上為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程串行通信特別是多機(jī)系統(tǒng)提供了很好的條件,所以我們決定采用串行通信總線作為本系統(tǒng)的通信方式.串行通行總線標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)異步串行通信接口有以下幾類: RS449(RS422,RS423,RS485)適合于短距離或帶調(diào)制解調(diào)器的通信場合,為了提高數(shù)據(jù)的傳輸速度和通信距離,EIA 又公布了 RS422,RS423,RS485 串行總線接口標(biāo)準(zhǔn)。為了保證可靠性高的通信要求,在選擇接口標(biāo)準(zhǔn)時(shí),必須注意兩點(diǎn):1))抗干擾能力。RS232C 標(biāo)準(zhǔn)接口的全稱是:使用二進(jìn)制進(jìn)行交換的數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DEC)之間的接口。 DTE RS232 DCE 電話線 DCE RS232C DTE 25 線 25 線 25 線 圖 RS232C 接口電路RS232C 定義了 20 根信號線,通常使用 25 芯的接插件(DB25 插頭和插座)來實(shí)現(xiàn) RS232C 的標(biāo)準(zhǔn)接口的連接.9 / 43RS232C 的電氣特性由于 RS232C 是早期(1969 年)為了促進(jìn)公用電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信而制定的標(biāo)準(zhǔn),其邏輯電平對地是對稱的,與 TTL、MOS 邏輯電平完全不同。表 RS232C 主要電氣特性不帶負(fù)載時(shí)驅(qū)動(dòng)器輸出電平 V0 25V(25～+25V)負(fù)載電阻 Rl 范圍 3～7KΩ負(fù)載電容(包括線間電容)Cl 2500pF空號(space)或邏輯“0”時(shí)驅(qū)動(dòng)器輸出電平 +15V～+5V在負(fù)載端 +3V傳號(mark)或邏輯“1”時(shí)驅(qū)動(dòng)器輸出電平 5～15V在負(fù)載端 3V輸出短路電流 驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換速率 30V/μ S驅(qū)動(dòng)器輸出電阻 R0 300Ω( 斷電條件下 )RS423 標(biāo)準(zhǔn)接口RS423 與 RS232 類似,它的標(biāo)準(zhǔn)是為了改善 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)電氣特性,又考慮了與 RS232C 兼容而制定的。6V).而且允許接受器和發(fā)送器的接地端有電位差,這樣可以提高傳輸速率,在 1200m 內(nèi)可達(dá)到 1200kb/s。它具有如下的特點(diǎn):(1)正邏輯(177。6Vmax)(2)發(fā)送器有讀碼檢測(3)發(fā)送器的轉(zhuǎn)換速率在波特率不大于 1kbps 時(shí)不大于 300ns,波特率不小于1kbs 時(shí)不大于 30%數(shù)字狀態(tài)的單位時(shí)間(4)傳輸速率為 8kbps 時(shí),最大傳輸距離為 1200m(5)差動(dòng)接受器具有177。RS422 采用的平衡傳輸方式（如下圖 所示） ，以適應(yīng)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?。其傳輸速率?40ft 傳輸距離下可達(dá) 10Mbps。其它特點(diǎn)有：（1） 正邏輯（177。6Vmax）（2） 接受器的 Vcm 可達(dá)177。RS422A 為全雙工，可同時(shí)發(fā)送和接收，RS485則為半雙工，在某一時(shí)刻，一個(gè)發(fā)送另一個(gè)接收。由此可見 RS485 是一種多發(fā)送器的電路標(biāo)準(zhǔn)，它擴(kuò)展了 RS422A 的性能，允許雙導(dǎo)線上一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng) 32 個(gè)負(fù)載?，F(xiàn)在我們可以列表對這四種接口標(biāo)準(zhǔn)的性能進(jìn)行比較。而由于 RS422A 和 RS485采用了平衡驅(qū)動(dòng)和差分接收方法，如下圖所示，MC3487 和 MC3488 為電平轉(zhuǎn)換芯片可將 TTL 電平與 RS422A 接口電平相互轉(zhuǎn)換。從根本上消除了信號地。當(dāng)干擾信號作為共模信號出現(xiàn)時(shí)，接收器則接收差分輸入電壓?？梢?RS422A 和 RS485 接口的抗干擾能力也是相當(dāng)優(yōu)良的。這是因?yàn)?在許多工業(yè)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中,要求用最少的信號線完成。它與 RS422 的不同之處在于:RS422 為全雙工,RS485 為半雙工；RS422 采用的兩對平衡差分信號線,RS485 只需要其中一對。雖然 RS422 允許一個(gè)發(fā)送器接上多達(dá) 10 個(gè)接收器，但是在要求若干設(shè)備之間成組往復(fù)傳輸數(shù)據(jù)的情況，必須在相關(guān)設(shè)備之間都接上對應(yīng)的傳輸線，這會(huì)帶來安裝上的麻煩，又增加了費(fèi)用。所以它對于多站互聯(lián)是十分方便的。13 / 43綜上所述，由于 RS485 串行接口總線有良好的通信速度、通信距離和抗干擾能力。而且用于多站互連十分方便，可以節(jié)省昂貴的信號線，可以高速遠(yuǎn)距離傳送。 中心控制平臺系統(tǒng)的中心控制平臺就是通常所指的物業(yè)管理中心計(jì)算機(jī)。作為物業(yè)管理中心計(jì)算機(jī)，通常采用 Windows 操作系統(tǒng)。 （2）因?yàn)閿?shù)據(jù)采集模塊在用戶的表內(nèi)，而通信控制模塊由于是控制同單元的同一層樓的兩家用戶的 8 個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊，因而是安裝在樓中的通道中，兩者有 20 到 30m 的距離，因此我們必須采用一種可靠的串行數(shù)據(jù)通信技術(shù)，能讓數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確的傳輸?shù)酵ㄐ趴刂颇K。我們可以畫出本論文所要求設(shè)計(jì)的樓層系統(tǒng)框圖如下： RS485 數(shù)據(jù)采集模塊 2 … … … 圖 樓層系統(tǒng)框圖通信與控制模塊,數(shù)據(jù)采集模塊,及供電控制電路一起組成了一個(gè) RS485 半雙工通信網(wǎng)(合用系統(tǒng)),每個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器可共享一公用傳輸線（可為一根雙絞線） 。固而有一個(gè)通信控制模塊，八個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊。在根據(jù)命令，控制數(shù)據(jù)采集模塊和控制電路，讓控制電路分時(shí)對數(shù)據(jù)采集器供電，從而完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)。通信控制模塊，數(shù)據(jù)采集模塊的核心均為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)時(shí)在一塊大規(guī)模集成電路（LSI）或超大規(guī)模集成電路（VLSI）芯片上集成的一臺微型計(jì)算機(jī)。特點(diǎn)就是體積小，成本低，功能強(qiáng)，功耗低，是微機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品化的最佳機(jī)種之一。目前市場上的單片機(jī)種類，從基本操作處理的數(shù)據(jù)來看，分為 4 位單片機(jī)，8 位單片機(jī)，16 位單片機(jī)以及 32 位單片機(jī)。特別是高檔的 8 位單片機(jī)（即帶有串行 I/O 口或 A/D 轉(zhuǎn)換，以及可以進(jìn)行 64kb 以上尋址的單片機(jī)） ，已經(jīng)成為目前單片機(jī)的主要機(jī)型。MCS51 單片機(jī)為 Intel 公司的產(chǎn)品，目前主要應(yīng)用的機(jī)型為 80C51 和 87C51兩種，它們均為低功耗的 CHMOS 芯片，允許電源波動(dòng)的范圍大，為 5V177。兩者的主要區(qū)別在于片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的不同，80c51 為 ROM，使用此類單片機(jī)用戶必須將調(diào)試好的程序交給單片機(jī)生產(chǎn)廠家，由生產(chǎn)廠家將應(yīng)用程序固化到 ROM 內(nèi)。而 87C51 為 EPROM，用戶可以通過高壓脈沖將應(yīng)用程序?qū)懭肫瑑?nèi) EPROM 中。這種 ROM 的配置狀態(tài)適合于開發(fā)樣機(jī)，小批量生產(chǎn)和需要在現(xiàn)場進(jìn)一步完善的場合。AT89C51 的指令、管腳、內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)，以及用法與 MSC51 相同，它不但兼容，而且還有不少創(chuàng)新，比如他的程序存儲(chǔ)器是反復(fù)可擦、寫的 FLASHROM。這樣在實(shí)驗(yàn)時(shí)的電路連接、電路板自制都比較容易，加上目前其價(jià)格較低，實(shí)驗(yàn)的片子也可以做產(chǎn)品，做產(chǎn)品的片子也可以做實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)在我們將分模塊闡述其硬件電路連接原理和實(shí)現(xiàn)其模塊功能的程序流程及主要的程序清單。對于接口芯片，在本設(shè)計(jì)中采用 MAXIM 公司的 MAX487 作為接口芯片。MAX487 是專門為 RS485 通信的半雙工應(yīng)用設(shè)計(jì)的小功率收發(fā)器,它含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器。而其它如 MAX481，MAX485 則不具備這種功能，在傳輸?shù)臏?zhǔn)確性就要差一點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)的 RS485 接收器的輸入阻抗是 12KΩ，總線上最多可以接 32 個(gè)收發(fā)器。所以采用 32 個(gè) MAX487 共用一條總線是完全可行的。表 MAX487 引腳功能引腳名稱 功能1 RO 接受器輸出端，AB200mV,RO=1,AB200mV,RO=02 RE接收器使能端，為“1”時(shí)輸出被禁止，為“0”時(shí)，允許接收器輸出。4 DI 驅(qū)動(dòng)器輸入端5 GND 地6 A 同相接收器輸入和同相驅(qū)動(dòng)器的輸出端7 B 反相接收器輸入和反相驅(qū)動(dòng)器的輸出端8 Vcc 正電源輸入端，～表 MAX487 發(fā)送功能表輸入 輸出REDE DI B AX 1 1 0 1X 1 0 1 00 0 X 高阻 高阻1 0 X 高阻 高阻表 MAX487 接收功能表 輸入 輸出REDE AB RO0 0 119 / 43 0 0 0 0 0 輸入開路 11 0 X 高阻可見由 MAX487 收發(fā)器組成的差分平衡系統(tǒng),抗干擾能力強(qiáng),接收器可以檢測到低達(dá) 200mV 的信號,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以在千米外得到恢復(fù),因此特別適用于遠(yuǎn)距 MAX487 組成滿足 RS485 ,一般選擇雙絞線作為信號傳輸線,因?yàn)殡p絞線在長度,方向上完全對稱,因此它們受到外界干擾程度完全相同,干擾信號,所以實(shí)現(xiàn)了信號的可靠傳送。因此通常會(huì)在傳輸線的末端接 120Ω 的電阻，進(jìn)行阻抗匹配。電路模型如圖 所示。通信控制模塊的電路連接原理如下圖所示:圖 通信控制模塊連接圖下面重點(diǎn)介紹串行通訊中主機(jī)和從機(jī)的工作原理和相關(guān)程序。此時(shí)串行口為 9位異步通訊口，發(fā)送和接收一楨信息由 11 位組成，即 1 位起始位，8 位數(shù)據(jù)位（低在先） ，一位可編位（第 9 位數(shù)據(jù)位）和一位停止位。方式 3 發(fā)送在方式 3 發(fā)送時(shí)，數(shù)據(jù)由 TXD 端輸出，附加的第 9 位數(shù)據(jù)為 SCON 中的TB8，CPU 執(zhí)行一條寫 SBUF 的指令后，便立即啟動(dòng)發(fā)送器發(fā)送，送完一楨信息后，TI 被置 1。方式 3 接收當(dāng) REN=1 時(shí)，允許串行口接收數(shù)據(jù)。當(dāng)接收器采樣到 RXD 端的負(fù)跳變，并判斷起始位有效后，便開始接收一楨信息。若不滿足這兩個(gè)條件，接收的信息將丟失。這里選擇 T1 工作在模式 2 下，所以：定時(shí)器 T1 的溢出率=Fosc/[12（2 的 8次冪N）]式中：Fosc 位系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率； N 為時(shí)間常數(shù)，即 TH1 的預(yù)置值。2. 單片機(jī)多機(jī)通訊多機(jī)通訊原理多機(jī)通訊中，要保證主機(jī)與從機(jī)之間可靠的通訊，必須保證通訊接口具有識別功能，而串行口控制寄存器 SCON 中的控制位 SM2 就是為滿足這一要求而設(shè)置的。若從機(jī)的控制位 SM2=1，21 / 43則當(dāng)接收的是地址楨時(shí)，數(shù)據(jù)裝入 SBUF，并置 RI=1 向 CPU 發(fā)出中斷請求；若接收的是數(shù)據(jù)楨，則不產(chǎn)生中斷標(biāo)志，信息將拋棄。鑒于此，可規(guī)定具體的通訊過程如下：1. 使所有從機(jī)的 SM2 位置 1，處于只接收地址楨的狀態(tài)。3. 。4. 。5. 。而對于其他從機(jī)，因 SM2 維持為 1，對主機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)將不予理睬，直至發(fā)來新的地址楨。當(dāng)主機(jī)改為與另外的從機(jī)聯(lián)系時(shí)，可再發(fā)出地址楨尋址從機(jī)。多機(jī)通訊的軟件協(xié)議通訊必須符合一定的規(guī)范。為敘述方便起見，這里只規(guī)定幾條不完善的協(xié)議：1. 系統(tǒng)中允許接有 255 臺從機(jī)，其地址分別為 00H～FEH2. 地址 FFH 是對所有從機(jī)都起作用的一條控制命令，命令 8 個(gè)從機(jī)恢復(fù) SM2=1狀態(tài)。4. 假設(shè)主機(jī)發(fā)送的控制命令代碼為： 00：要求從機(jī)接收數(shù)據(jù)塊 01：要求從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)塊 其它：非法命令從機(jī)狀態(tài)字格式為：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ERR 0 0