基于arm单片机的抄表系统集中器设计

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1、基于ARM单片机的抄表系统集中器设计摘要:本文对多对象抄表系统的总体结构进行研究，设计了多对象远程抄表系统中集中器的软件和硬件系统，此抄表系统集中器可以实现多对象远程抄表，提高了数据处理能力，有效完成了上下行通信，可靠性强，稳定性高，结构简单。关键词:抄表系统；集中器；ARM91概述1.1应用背景简述电表、水表、煤/燃气表、热量表涉及千家万户，多年来采用传统的人工抄表的方式，不可避免的存在以下问题：抄读数据存在误读，无法真实反映用户用电情况；操作难以规范化，造成不明损失增加；数据采集不及时，无法实时反映系统状况，不能对用

2、户行为进行有效监控；耗费人工多、成本高、效率低[1]。近几年随着电子技术、传感技术、自动控制技术、计算机信息技术以及网络技术的迅猛发展，越来越多的高集成度，功能强大的电子器件被开发出来，使得多对象集中器越来越普遍。除此之外，实现电表、水表、煤/燃气表、热量表户外自动抄表也得到了国家政策上的支持，建设部《2000年小康型城乡住宅科技产业工程城市示范小区规划设计导则(修改稿)》中已明确提出：“推广使用户外计量(含水、电、暖、燃气表)技术”。在《中国住宅户年品发展纲要》中也明确提出：实现方便查表、不干扰住户、大量人工查表工作，

3、逐步过渡到数字化传递，开展智能化水、电、气、热集中器装置及接口箱柜，智能化集中装置的开发要达到准确计量、抗干扰能力强、稳定性与耐久性好、使用安全、防盗等基本技术性的要求。由此可见智能表的户外自动抄表不论从技术上还是从政策上都具备了可行性。因此，它必将替代传统抄表方式成为住宅建筑的通用标准而不断地发展完善，从而为人们的生产生活提供更加舒适方便的服务。多对象自动抄表系统集中器的通信方式十分复杂，提高集中器数据处理能力、有效完成上下行通信是自动抄表系统目前需要解决的关键问题。1.2设计的目标和功能集中器是一个数据集中处理器，是

4、多对象自动抄表系统的通信桥梁，负责对各智能表的数据进行采集、存储和管理，及时有效地向上位机传输数据并执行上位机发送的指令。32位ARM9微处理器处理能力强，对于较复杂的通信与控制算法容易完成；不依赖硬件平台，有利于软件的开发、升级与移植；在缺乏多任务调度机制的情况下，应用软件较易实现，可靠性高；速度快、硬件性能高、低功耗、低成本，且集成了相当多的硬件资源，硬件的扩展和设计大大简化，ARM9(S3C2410)为工业级芯片，抗干扰能力强，能够适应运行现场的恶劣环境。基于ARM的多对象远程抄表系统集中器可以实现多对象远程抄表，

5、提高了数据处理能力，有效完成了上下行通信，可靠性强，稳定性高，结构简单。2系统总体结构和原理分析自动抄表是指采用通信、计算机等技术，通过集中器自动采集和处理智能表数据，然后通过现场总线CAN将信息传至上位机，由上位机对数据进行处理、显示、存储、打印。多对象自动抄表系统主要由智能表(水、电、气、热量表)、数据集中器和上位机组成；其中智能表和数据集中器之间通过RS-485总线进行数据通信，数据集中器和上位机通过现场总线CAN进行数据传输[2-4]。多对象自动抄表系统的结构框图如图1所示图1多对象自动抄表系统的结构框图由图1可

6、以看出，系统的工作原理是前端智能仪表根据实际耗能情况产生耗能量，数据集中器对发送来的耗能量进行判断分析、接收处理、存储。ARM(S3C2410)芯片作为集中器微处理器，定时采集智能表的用量，并将用量送往集中器中CAN控制器的发送缓冲区，进而通过CAN总线收发器将数据传给上位机再进行处理。当上位机要求查询耗能情况时，通过CAN总线将命令传达给数据集中器，数据集中器在收到命令后把存储的数据信息发送给CAN控制器，然后传给上位机，这样就完成了一次数据交换，也可以说是完成一次查询任务。3多对象集中器的硬件设计3.1集中器系统结构

7、在多对象自动抄表系统中，集中器是整个抄表系统的核心部分，在整个系统中起通信桥梁的作用。多对象集中器的主要功能是完成用水量、电量、煤/燃气量、热量的数据存储和数据显示，还要能与上位机进行通信。在多对象抄表系统中，集中器与智能表之间的通信采用RS-485总线的通信方式，集中器与上位机之间通过现场总线CAN进行通信[5-7]。多对象集中器系统硬件平台的整体结构框图如图2所示。多对象集中器硬件设计包括嵌入式处理器的设计选型、时钟电路、电源电路、复位电路、外围存储器扩展、LCD、通讯接口电路等设计。微处理器是集中器的核心，数据的采

8、集、处理与传送都是在微处理器的控制下进行。实时时钟为集中器定时抄表提供时间标准；电源电路为集中器系统提供稳定电源；看门狗模块的设计保证系统的可靠运行，防止系统死机；数据存储器主要用于存储参数、变量、集中器自身的参数，负责智能表的参数以及智能表用量等。上行通道即集中器与上位机之间的通信线路，采用CAN现场总线进行通信；