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遠傳水表抄表系統設計與實現2004年9月(1)

摘要  從系統的結構、通信程序和管理軟件設計的要點,介紹了一種遠傳水表系統的設計和實現。物業公司的計算機系統經集中器、采集器可以讀取各個水表的實際數據,并且由管理軟件實現客戶注冊、計費、生成帳單等功能,建立完整的數據庫。

關鍵詞   遠傳水表   采集器    集中器   計費   生成帳單   數據庫

0 引言

    隨著電子通信與計算機網絡技術的發展,遠程抄表技術在水、電和煤氣計量方面得以推廣應用。遠程抄表技術的應用能夠有效提高計量管理水平和工作效率。

為適應這個發展方向,在研制出有線遠傳水表及其數據采集器的基礎上,開發了專用的數據集中器,并設計和實現了遠傳水表抄表系統。系統的用戶主要是物業管理公司。利用這個系統,物業管理公司可以在管理終端遠程采集水表數據,再結合使用計費管理軟件統一完成數據處理、費用結算、打印帳單等功能。

由于系統采取水表、采集器和集中器三級結構、集中器和計算機又可以通過公用電話網遠程通信,因此系統具有良好的伸縮性,其規?梢葬槍为毜臉怯罨蛘咦≌^。

1 系統組成

   遠程水表抄表由水表、采集器、集中器和計算機組成,見圖1。

             圖1 遠程水表抄表系統組成示意圖

  在系統中,水表可以是傳統的分散安裝形式,采集器可以按照樓層或者單元來分配安裝,為便于安裝和日常維護,一般固定在弱電豎井的集線箱內。集中器物理位置根據采集器的布局決定,計算機的物理位置通常為物業管理公司。

   圖1中沿著自下向上的方向,水表通過RS-485接口掛接到采集器;采集器通過RS-485接口掛接到集中器;集中器(內置Modem)則通過公司電話網與計算機連接。

   物業管理公司在計算機端運行通信程序,可以讀取并存儲來自各個集中器的數據,從而獲得各個水表的讀數;再借助于管理軟件實現客戶注冊、計費和生成帳單等功能。由此實現了一個完整的遠傳水表抄表系統。

2         系統硬件構成

2.1 核心設備

系統的核心設備包括水表、采集器、集中器和計算機。這些設備連同附加的通信設備構成一個網絡。

選用的遠傳水表,與一般常規水表不同的是具有密封在水表內的采集計數工作單元。

水表連續到采集器,一個采集器最多連接16只水表。采集器為一個完整的單片機系統,其程序用匯編語言開發,包括有自檢、初始化、測量(定期采集水表數據,包括工作狀態和各個水表的讀數)、顯示(8位LCD顯示,循環顯示掛接的水表讀數及狀態)和通信(RS-485接口)功能,并負責向水表供電。參數設置則通過參數設置開關完成,也可以通過其RS-232通信接口與計算機連接并利用程序來完成。

采集器連接到集中器,一個集中器最多連接64個采集器。集中器為單片機系統,定期讀取采集器數據,包括工作狀態和采集器數據,并負責向采集器供電。為了與計算機或者手持抄表器通信,集中器帶有RS-232接口,并集成內置Modem(集中器與計算機通過Modem建立遠程連接有兩種方式,一種是專線連接,另一種是撥號連接。系統中采用了撥號連接。

這些設備互連形成一個網狀系統。在系統實施的時候,根據節點的多少采集器和集中器的數目,保證了系統具有擴展和備用能力。另外,提供手持抄表器作為可選設備,在需要時可以在手動方式下工作:即直接用手持抄表器從集中器讀取數據,把手持抄表器攜帶回物業管理公司,再在計算機中運行通信程序讀取手持抄表器中的數據。

2.2運行描述

   系統運行時,首先需要初始化。初始化工作包括:水表在其連接的采集器中注冊(即用采集器的參數設置開關設置水表數目、水表在采集器內地址等,也可以通過計算機連接采集器進行設置);采集器在其連接的集中器中注冊(即通過計算機或者設置開關設置采集器數目、采集器在集中器內的地址、讀取采集器時間、月末結算日和故障記錄等);集中器則注冊 到運行在計算機上的管理軟件中。經過以上初始化工作,保證每一臺水表、采集器和集中器在系統中都被唯一標識。

初始化完成后,采集器負責水表讀數;集中器則根據設置的讀取時間讀取采集器數據,并存儲讀取的實時和月末數據。計算機端運行通信程序,在其支持下讀取并存儲集中器數據。

3         通信程序設計與實現

水表與采集器、采集器與集中器之間的通信由相應的單片機系統作了處理。系統中還需要處理計算機與集中器的通信、計算機與采集器的通信;另外,使用手持抄表器讀取集中器數據時,也需要通信程序支持使得計算機能夠讀取手持抄表器內的數據。

3.1 通信規約

采集器、手持抄表器通過RS-232串行接口與計算機通信;集中器與計算機通信則存在兩種方式,其一是通過RS-232串行接口連接;其二是計算機通過Modem撥號到集中器,計算機作為主站發起,集中器作為從站、這時還需要相應的撥號程序。

以下示例是計算機讀取集中器的參數時的約定:

計算機發送一個連接碼AAH,集中器回送AAH,則連接成功;計算機繼續發送一個功能碼BIH(表示將讀取集中器參數,一共14個字節),集中器回送14個字節。

在串行通信時,主要參數設置為:波特率2400bps、無校驗、8個數據位、2個停止位。

3.2 串行通信實現

當計算機通過Modem連接到集中器的時候,首先利用撥號程序建立遠程連接。利用程序設計語言編寫撥號程序需要使用AT指令集。以下程序示例一給出撥號及掛斷的程序片斷,其中8307為集中器端的電話號碼,使用的Modem為撥號式Modem,程序設計工具為Visual Basic6.0,Comml為手工串行通信的MSComm控件。

程序示例1:

     ()

       

    ′打開端口

      ′向Modem發出撥號指令ATDT

              

′向Modem發出掛斷指令ATHO

Comml.Output=“ATHO”&vbCrLf

*  

*  

建立遠程連接后即可以與集中器通信。以下的程序示例二給出計算機讀取集中器數據時的通信程序片段:

程序示例2

Private  Function  cmdShaking click()

Dim  av  As  Variant

         ′PC發送功能碼AAH,JZQ返回AAH

           OutByte(0)=&HAA

           Comml.Output=Outbyte

         ′讀取一個字節

          If  Comml.InBufferCount>0  Then

          av=Comml.Input

          InByte=(0)=av(0)

         ′比較

            

                “AAH通信錯誤!

                 GoTo   errl

                 *   

          *

             ′錯誤處理

           ……

            

 完整的通信程序的框圖如圖2所示。如果需要撥號連接,應先調用撥號程序。

                        圖2  通信程序框圖

通過通信程序讀取的數據可以保存在文本文件或者管理軟件的數據庫中。


 


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以上資料摘錄自《自動化儀表》雜志
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