基于avr_at90s8515的多通道智能大厦自动抄表系统

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1、楼宇自动化文章编号：/++/=**44>3++3?+@=++@/=+0基于#$%&#’()*+,!,的多通道智能大厦自动抄表系统龚辂洲，彭楚武，段太钢，胡在华（湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙4/++-3）摘要：介绍了一种智能大厦住宅的水、电、气表的自动抄表系统。以新型单片机!&’(!)*+,-./.为中央处理单元，实现了采集器的多通道数据采集、数据存储和数字化的通信功能，系统运行稳定，具有精度高、可靠性好和实时性好等特性。对该嵌入式采集器的硬件和软件作了较为详尽的阐述。关键词：自动检测；智能大厦；!&’单片机；嵌入式系统；在线抄表中图分类号：)1394AB.文献标志码：C!引言12监控

2、服务中心主要对系统进行实时监随着人们生活水平的不断提高，智能大厦控并对用户信息进行管理：设定通信波特率；设定集应运而生，以计算机为基础的自动抄表系统是其重中器向采集器定时采集时间；设定采集器当前时间；要组成。最近研制的多通道智能大厦自动抄表系统获取采集数据和报警；设置采集器通道类型；读取采采用了!"#$%公司的!&’(!)*+,-./.单片机，多集器数据；开户和销户。通过程控电话网与自来水通道实时采集用户水、电和煤气表的脉冲，并将脉冲公司、电力公司、煤气公司和银行组成网络，完成网数上传至集中器和上位管理机。上结算、报表等功能。集中器起着上传下达的作用，具有掉电保护数据和报警功能。采集器主要任

3、务是准确实时采集所对应的34个水、电和煤气表的脉冲数，并存储在自己的516内，定时或按需上报给集中器，然后传到监控服务中心。它也具有掉电保护数据和报警功能。由于监控服务中心和集中器的距离较短（小于.+#），通过12机的275口与集中器进行通信，采用’,(303全双工通信方式。一台监控服务中心可带4台集中器。集中器与采集器的距离较长，采用可靠性较高的差分式’,(4-.半双工通信方式（两者距离最长为/3++#）。每台采集器还特别设计了一个中继器，由两片背靠背的5!8/4-9:组成，其接"抄表系统的拓扑结构收;发送方式由1<.控制，它起着增强信号和加长根据用户的需求，从系统的可靠性和实用通信距离的

4、作用（可延至34++#）。一台集中器最多性出发，系统设计成0层，分别为12监控层、集中可带/3-台采集器。器层和采集器层，结构示意图如图/所示。收稿日期：3++3(+4(/+；修订日期：3++3(+*(3*作者简介：龚辂洲>/*99—?，男，硕士研究生，研究方向为机电一体化及2D5,系统、智能大厦监控系统等E彭楚武F男，教授，研究方向为机电一体化及2D5,系统、智能大厦监控系统、微机实时控制系统研究与开发等。自动化与仪表!""!!"#!"楼宇自动化所示。!嵌入式采集器硬件设计!"#$%&’(’内置上电复位和看门狗定时器电路，采集器硬件结构简单，其原理图如图)所示。采集器部分主要涉及*+,，通

5、信接口电路、用户表及其滤波电路等。*+,-!"#$%&’(’地址.采集器地址电路由单向总线驱动器的/01%)00等构成2通过+3/片选读入+!口（初始化时完成）。通信接口电路主要由*!4(0&/5组成，由+36控制采集器的接收7发送方式，使系统实现差分式8%-0&’半双工通信。97:口!，;，<通过光电耦合器及隔离电路接用户水、电或煤气表（每通道(块表，共)0块表），采集器实时采集各表的脉冲。通信波特率有#6$$与0&$$两种，通过+30选择。此脚为复用管脚，上电读取配置为输入，运行为通信指示灯输出。设计了=个电压检测器：!))$>电压检测当检测))$>电压整流低于&?)>，认为))$>断电

6、；"低电压检测当检测!<<@0?&>，认为电压过低，需将8!*内容写入5)+8:*；#复位电压检测当!<<@0?)>，单片机复位。系统设计了一个6>掉电保护电池，用以保证数据可靠写入5)+8:*。8!*数据每天写入5)+8:*一次。考虑高峰与平常用电分时计费，采集器还设计了时钟，由+<监控机每天对时一次。"采集器软件设计采集器主要是完成对)0个通道的用户脉冲表软件采用!F%9<语言编制源程序，在9GG!>8的实时采集，通信时只是从机，即只有当收到集中器6?)=环境下编译，在%",39:=?’)环境下仿真调的命令后，采集器才响应。接收和发送通信均采用试。在程序设计和调试过程中应注意以下几方面：

7、中断方式，这样就不会影响采样，从而保证了数据的（(）初始化97:端口准确性。为区分高峰和平常数据，设计了实时时钟，先赋值端口数据方向寄存器3384H（若采样就在($AB时钟定时中断内完成.各表的脉冲3384H设为(时，+4H被配置为输出引脚，反之+4H周期为’$C($$DE2。采集器的主程序流程图如图=被配置为输入引脚），然后赋值端口数据寄存器!"!"#$%&#’$()*(+#,"%-(#&#’$(.//.!