基于嵌入式系统的网络电能表

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1、基于嵌入式系统的网络电能表

2、第1摘　要：针对网络在电能表中的应用，本文着重介绍嵌入式网络模块的原理、上位机程序、下位机程序、远程配置，且提出了软、硬件实现方法。嵌入式网络模块本质上是一个“网关”，即将2个使用不同协议的网络连在一起的设备，他的功能就是对2个网段中的使用不同传输协议的数据进行互相的翻译转换。因此他对网络应用的延伸具有极深远的意义。<--摘要CH(结束)←-->　　关键词：嵌入式网络模块；网关；嵌入式技术；单片机1　引言　　20世纪90年代以来，随着Inter的广泛应用，计算机技术和网络技术得到迅速发展，促使其相关技术也逐渐走向成

3、熟。这些不仅对人们传统的生活方式产生了巨大的冲击，而且对其他领域技术的发展也带来了深刻的影响。网上图书馆、电子商务和网上虚拟医院已被大家所熟悉，同时网络化技术迅猛发展给仪表技术产生的巨大冲击，将使远程测控系统有坚实的基础。网络化仪表的发展出现了强大势头：测控仪表提供网络接口，允许通过TCP／IP协议进行远程控制和信息共享［1］，将成为仪表性能的重要指标之一，不仅如此，网络化智能传感器已开始投入研究，也将使测控现场产生深刻的变化。目前，全国各地的变电站、变电所都纷纷采用三相全电子式电能表，但是把每块电表几个月的用电量、最大需量和负荷曲线等数据抄回来，实在不

4、容易，而目前的红外抄表、无线抄表（大约20m以内）、485串口接线抄表、抄表等都是费力、费时之事，为什么不利用网络的方便、快捷带来的革新呢？有关网络的应用有许多文章［2～5］，但涉及嵌入式网络化仪表的不多。2　原理　　Inter得到快速的发展和广泛的应用不仅得益于采用了国际通用标准TCP／IP协议，更重要的是C／S技术的实现。目前基于浏览器的C／S的通信方式比C／S结构更为高效。B／S工作模式下，用户只需在客户端装有通用的浏览器，就可以向网络上的任意一个D／CD协议），网络层采用IP协议，传输层采用TCP协议，这样满足以上要求。　　另一方面就是网络的传输

5、介质。网络的传输介质是网络中传输数据、连接各网络站点的实体，如双绞线、同轴电缆、光纤线。应用示意如图1所示。　　上位机是PC机，而下位机是嵌入式模块的单片机，嵌入网络模块通过RJ45R接口接入以太网，同时他还与电能表中的MCU通讯，嵌入式模块的原理方框如图2所示。上位机在VC6．0＋＋编辑器用AppFC应用程序。按照IEEE802．3以太网的协议，发送给下位机的数据，就是电表的协议，这样电表就能够识别上位机传来的数据，并应答。例如，广播校时、更改电表的地址、更改串口波特率、抄电表的电量和抄电表的用电最大需量等。此程序可以在D／CD协议和TL/T645-1

6、997协议都写在程序中，因此可以在头文件中定义一些诸如：结构体、共用体及两者相结合数据类型，这些数据类型其目的是表达以上协议，此外特别注意初始化，初始化主要包括：控制寄存器、串行方式控制寄存器、时钟分频系数、端口方向定义等，例如有一个数据包定义如下：　500)this.style.ouseg(this)">　　　可以通过调用结构体类或结构体指针来对数据流操作。电表的串口通讯协议格式如图4，在演示程序时主要采用TL／T645－1997协议。发出帧数据：68，01，00，00，00，00，00，68，01，02，43，C3，DA，16，嵌入式网络模块就将此数

7、据解释为抄回地址为000001的电表的当前正向有功总电能。500)this.style.ouseg(this)">3　系统验证　　在计算机上显示的结果如图5所示。在接收窗口，可以看到的确返回了数据，则说明PC机与网络电能表通过以太网通讯成功，对返回的数据分析，结果与电表的电量数据一致。此外对电表的各项指标测试，都获得了成功，则说明下位机的程序也是正确的。500)this.style.ouseg(this)">4　结语　　公司通过将普通电表改成网络电能表的运行情况来看，嵌入式网络电表的性能稳定，方便快捷，且对电表的计量精度无影响，加入模块后的电表同样通过了

8、电磁兼容测试，所以对网络的应用又得到了一次延伸，同时也是嵌入式技术应用的一种体现。而且，由于在底层加了公司的电表协议，这样使数据传输的安全性得到了一定的提高。但图5只说明了嵌入网络模块的功能，到实际应用还需后台的不断开发。