基于单片机远程抄表系统设计

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1、基于单片机远程抄表系统设计【摘要】介绍城市水表、气表及电表远程自动抄收系统的工作原理、实现电路、程序设计及部分程序代码，给出了利用单片机实现远程通讯、数据及处理采集、编码控制等的分析及处理方法，充分发挥单片机的功能与作用。【关键词】单片机；485总线；232总线；IC卡；自动抄收单片机在消费电子、自动化仪表、工业控制等领域已得到了广泛的应用，它以灵活的设计、低廉的成本、微小的功耗在电子器件市场中占有十分重要的地位。今天越来越多的芯片厂商在不遗余力地竞争这个应用空间。如INTEL,MICROCHI

2、P,NEC,ATMEL等公司都已形成了自己强大的产品线，给产品的设计带来了越来越多的选择。1•系统功能及各部件特点描述本系统主要有以下几个部分组成：电脑、城市电话网、数据管理机、传输总线、单元转发器及可扩展单元转发器、计量表。在这些组成中，单元转发器是整个系统的核心，它起着水、电及气表的抄收工作，并将抄收的数据通过485总线传送到与数据管理机相联的电脑上或者通过数据管理机将数据通过公共电话网传送到远程的管理电脑上。电脑有一套与抄收系统相适应的管理软件，能实现远程抄收、设置等工作。1.1单元转发器

3、单元转发器是实现数据抄收的主要设备，它主要装在小区内的楼道内，通过数据线与每一户内的水、电及气表相联,实时监控每个表的运行状态并完成数据抄收，主要有以下功能：(1)单元转发器最大数据采集量为30块计量表，内置蓄电池，断电后可连续工作240小时。(2)单元转发器上具有大屏幕LCD显示，可实时显示每只计量表的读数、时间、状态便于人工查询。(3)单元转发器上带有操作键盘，可直接在转发器上进行系统设定等各项操作。(4)单元转发器有记忆卡插口、记忆卡既可以作为管理体人员的身份识别卡，又是可作为人工抄表的数

4、据存储卡，每张记忆卡可存储16000只表的数据。(5)单元转发器上有专线接口，连接小区和数据管理机，实现数据自动远传和管理。1.2数据管理机数据管理机是安装在小区物业处的设备，它是系统中远传的重要通讯设备，主要有以下特点：数据管理机设置两个外接插口：A接口与计算机连接，实现水、电、气数据的统计、金额计算和打印；每台数据管理机最大容量可接16万台单元转发器；若需要将水、电、气三表数据远传到自来水公司、电业局、燃气公司，用一条市话专线与B接口连接，就可实行数据自动远传。1.3可扩展单元转发器可扩展单

5、元转发器与单元转发器相比，只是内部多了一块扩充电路板。由于单元转发器之间及转发器与数据管理机之间通过485总线相联，而485总线器件在设计上只允许每个网段上面挂接不超过32个设备且在小区环境下每个多段的传输距离以不超过1000米为佳，为了适应小区的传输距离及多住户小区的多用户的特点，所以用扩充电路板将各个网段隔开，以扩充整个网络的传输距离与设备的挂接数量。1.4管理软件(1)微机系统由586以上微机、调制解调器，IC卡读写器及专用票据打印机组成。(2)软件环境中文Window95/98操作系统。

6、(3)软件编制前端平台……采用DELPHI开发；后端平台……采用ACCESS数据库；数据采集控制采用MCS-51系列单片机系统开发。(4)微机显示界面及操作界面友好、功能完善、操作简便、交互性强。系统分为:信息查询、统计输出、远端维护、系统设置和帮助五大功能。每个功能又具体细分为多个小功能，各功能模块清晰、独立性强、无互相干扰。2.系统设计中主要应用的技术特点2.1联网技术借助现代发达的电话网络及优良可靠低廉的网络设备实现了整个城市的数据中心一一小区管理处一一用户的三级联网，并通过分级编码的方式

7、实现了对小区及用户和表具的层层编码，使得网络结构清晰，系统容量大。也克服了一些网络对外部条件的苛刻要求，使只要有公共电话网连到的地方就能实现联网及实时监控。(1)小区内单元转发器、数据管理机及扩充板之间采用总线制连接方式小区内单元转发器之间及转发器与数据管理机之间采用485总线的方式相互连接，并利用扩展板对总线的容量及距离进行扩充，克服了传统的类比系统布线复杂的缺点，并且降低了线缆的敷设成本。(2)星形联网与总线联网相结合在城市数据采集中心与小区物业处之间采用星形组网方式，媒介为公共电话网，这样

8、不仅充分利用了公共设施,也能尽量减少了本系统的成本；在小区物业处与各转发器之间采用485总线的方式，这样不仅克服了恶劣的信号传输环境，也降低了线缆铺设成本；在单元转发器与表具之间采用星形连接，让每个表具直接通过线路连接到单元转发器上，这样克服了表具之间相互干扰保证了网络的稳定性，同时也适应不同的表具排列方式。通过这种不同网段采用不同的联网方式的特点，不仅能保证了系统的稳定运行，而且也解决了庞大的编码系统，使得小区代码一楼道代码一用户代码的编码方式更加直接简单。2.2通讯控制(1)电脑联网接口采用