智能抄表终端的设计

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1、智能抄表终端的设计摘要抄表终端实现的功能是完成抄表、数据的存储以及向PC机上传数据。本方案采用RS485总线和远红外通讯实现抄表系统功能。设计采用的是32位高性能ARM处理器和嵌入式实时操作系统uC/OS-II的结合,实现多任务管理，具有良好的人机交互界面。4个通讯口支持RS485总线远程抄表和红外通讯抄表，USB通讯口和RS232通讯口用于和上位机通讯。本设计具有成本低，数据传输稳定、可靠性高、传送距离较远、速度快、抗干扰能力强等优点。关键词抄表，RS485总线，ARM处理器，红外通讯，UCO

2、S/IIDesignofIntelligentMeterReadingTerminalInstrumentAuthorWangYongTutorXuLijiaAbstract：Themeterreadingterminalinstrumentcarriesoutfunctionofmeterreading,storingdatesanduploadingthedatatouppermonitor.Thedesignusesaprocessorof32bitwhichishigh-poweredt

3、ocombineuC/OS-II.Itcanrealizethemanagementofmultitask.FourportsupportfortheremotemeterreadingbytheRS485busandinfraredcommunication.TheRS232andUSBareusedtocommunicatewithuppermonitor.Thedesignisnothavinglowercost,butalsohavingstabledatabasetransmissio

4、n,reliableperformance,fartrancemissiondistance,farspeed,stronganti-interferencecapabilityandsoon.Keywords:meterreadingbyinfraredcommunication;RS485bus;ARMprocessor;infraredcommunication;uCOS/II;第21页共21页1绪言近几年，随着我国电力事业的不断发展及整个社会正由计划经济向市场经济转轨过程中，电力部门对于

5、电力负荷设备要求也由原来的重控制型而转变到重管理型，由原来采用行政手段而转变为采取经济手段，其中一条措施就是实行峰、谷时段不同价。智能型电能表是一种以按峰谷时段进行计量的计量设备，同时它还能反映出现在负荷、最大负荷出现时间、断相失压等情况。为了能及时有效将这些数据传回电力部门，需要一种终端设备来完成这一工作。(1)一个终端设备必须能接多个电能表，以满足多路进线的要求。(2)由于读一个表需要几秒钟时间，有时甚至需几个命令才能完成。所以为了在电力部门发出查询命令时，及时将表数据上报，必须在这之前将数

6、据组织准备好。(3)除了上报表数据内容这一功能外，该设备还应能对一些表数据进行处理，并在当地设备面板上显示出来，比如：可以显示每一天零点的表读数冻结值，还可以显示功率等等。所以，要求设备具有一定的驱动能力、相当的存储内存、以及相应的显示功能。远程抄表系统不仅能够节约人力资源，更重要的是可提高抄表的准确性，减少因估计或誊写而造成的帐单出错，所以这种技术越来越受到用户欢迎。远程抄表系统一般包括3个部分：上位机、集中器和采集终端。其中采集终端是介于集中器和电能表之间的中间设备，主要具有电量数据采集、处

7、理、存储及转发等功能；根据电能表的不同，电量采集终端以智能通信方式(规约)或脉冲采集方式采集数据，并以一定的算法或程式将采集数据加以周期性和选择性的存储，同时将实时或历史电量数据以集中器要求的格式和内容传递给集中器。由于基于RS485总线的远程抄表系统不仅成本比较低，而且具有数据传输稳定、可靠性高、传送距离较远、速度快、抗干扰能力强等优点。2智能抄表终端硬件的设计及实现2.1抄表终端的总体设计抄表器的硬件设计框图如图1所示。微处理器采用一款基于ARM7内核的控制器。两个UART分别扩展了1个RS

8、485接口与带485的电表通讯，另一个则通过USB转串口模块与上位机通讯。存储器采用AT24C64，通过软件模拟IIC与控制器通讯。抄表器上装备黄/绿背光的128×64图形点阵LCD，能够操作显示抄表信息、通信信息、故障信息、报警信息等内容。抄表器还可进行红外和RS232串口通讯。第21页共21页LPC2104（ucOS/II）LCD显示EEPROMRS485接口电能表USB接口按键红外通讯RS232接口上位机图1抄表终端的硬件设计框图2.2微控制器模块[1]LPC2104采用的是ARM7TDM