基于TCP／IP协议的嵌入式电表系统

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第5期继电器Vo1．34No．5682006年3月1日RELAYMar．1．2006基于TCP／IP协议的嵌入式电表系统吴振宇，邵天英，毛德祥(大连理工大学创新院，辽宁大连116023)摘要：在分析办公楼加装电表系统的情况以后，介绍了一种基于FCP／IP协议利用以太网传输的电能计量电表系统的设计与实现。通过电量采集传感器并由单片机统计换算的数据以Socket方式传输给Pc机并存入数据库。用户可以通过web方式了解用电情况。以一个办公楼为例，进行了详细的硬件

2、、软件设计，并介绍了PC机软件开发的细节。提供了一种电能计量的便捷方法并实现了自动化和智能化。关键词：以太网；Socket；电能计量；TCWIP协议；嵌入式系统中图分类号：TM767；TP39文献标识码：A文章编号：1003-4897(2006)054)068434果独立分开，这就要求多个电能采集点。将这些电0引言量采集点的用电量数据汇总到一个嵌入式网络终端近年来，随着中国经济技术的发展，用电需求持中，再由网络终端处理数据并存储，对于网络终端可续快速的增长。我国能源资源相对缺乏，在不断建以使用主动或者被动两种方

3、式与Pc机进行通信，设电力电网的同时，始终要把节约资源放在突出位即采用Client／Server(简称C／S)模式，由Pc机可以置，建设节电型社会。当前，在学校、工业企业、商务统一调度管理，这种方式具有安全性好、效率高等特办公楼等等地点，包含很多的部门和下属小单位，电点。费都是统一缴纳，由于无法分户计量，使得很多人不嵌入式系统最重要的就是嵌入式微处理器。为节约用电，养成了浪费的习惯，给管理部门造成了很实现网络功能就要求嵌人式处理器具有运算速度快，大的经济损失。本文介绍的这套嵌入式电表系统，功耗低，内部资源丰富等

4、特点。本系统采用TI公司在不增加额外布线的前提下，由电能计量模块采集的MSP430F149单片机和CRYSTAL的Cs890oA网卡用电量数据，通过嵌入式网络模块统计存储并建立芯片组成一个低成本，低功耗，高可靠性的嵌入式终起Socket服务器，处于监听状态，PC机管理软件以端。MSP430F149足TI公司推出的具有超低功耗特Socket方式定时从嵌人式网络模块取得数据，然后性功能强大的l6值MCU，具有2kB的SDRAM、64存人后台数据库。并在PC机端开启web服务，用kB片上Flash程序存储器，并且可自

5、编程，内部包含户可以使用浏览器登陆web服务器查询自己的用电丰富的硬件资源¨J。CS8900A是ISA．BUS接口的低情况，向管理部门交纳电费。本系统与其他抄表系功耗l0M以太网卡芯片，广泛的应用于工控机中，高统相比具有无需二次布线，统一自动管理，界面友度集成的CS8900A具有可以直接与微控制器相连，好，使用方便，完全无人化等特点。包含片上RAM，操作方便等特点。两个主要芯片都当今网络技术发展迅猛，网络无处不在。对嵌入是低功耗的，而整个设计的}f{发点也是基于低功耗。式设备而言，数字化和网络化成为一种必然的趋

6、势。通过单片机软件设计在该终端上实现了精简的TCW本系统通信采用的是TCP／IP的Socket方式，可能在IP协议栈。基于以太网的嵌人式电能计量网络终端一定程度上影响了性能，但Pc机与下位机使用同一结构图如图1所示。数据对象，以约定的报文格式通信，在效率上反而有CS8900A有三种工作模式：I／O模式、存储器模所提高。使用Socket方式的另一个好处是它可以实式和直接存储器存储模式，默}人为I／0模式，可通过现数据的分布处理。嵌入式设备只是服务的提供者，程序使其工作于其它模式。CS8900A的各个工作模PC机程

7、序承担了服务的调度组织任务。式各有优缺点，本设计当中，采用的是它的I／O模式。CS8900A共有8个16位的I／O口，这8个I／O1嵌入式网络终端硬件设计口与片内的8个16位寄存器相对应。复位后，考虑单个房间的情况，照明线路、插座线路等如CS8900A默认选择I／O地址为0X300，并且一直保维普资讯http://www.cqvip.com吴振宇，等基jTCP／1P协议的嵌入式电表系统69图2ATI7021电能计置模块应用连接图图1嵌入式电能计量网络终端结构图Fig．2Applicationconnection

8、chaaofATIT021Fig，1Chartofembeddedelectricitymeasuringelectricitymeasurlngmodule程序，给单片机提供读写CS8900A寄存器的接口、持该默认地址_T作21。产生读写CS8900A的时钟等的函数。以太网程序CS8900A以太网卡控制芯片与MSP430单片机包含了网络接口的各种配置，包括MAC(介质访问直接相连，配