基于嵌入式系統的遠程抄表研究與實(shí)現

3 系統買(mǎi)現
遠程抄表系統的系統結構如圖1所示，具體的工作流程為：首先，光電傳感器采集到的信號經(jīng)采集器處理成儀表的絕對讀數值，將該值封裝到數據幀的相應位置，啟用CRC算法，加上校驗字節，利用通信協(xié)議機制將數據幀發(fā)送出去；接著(zhù)，在該協(xié)議機制下集中器將接收到的數據封裝成PDU(Protocol Data Unit，協(xié)議數據單元)數據包，通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò )發(fā)送去出；然后，中央處理站的匯集器將收到的PDU數據經(jīng)處理通過(guò)USB接口批量傳送剄服務(wù)器上；最后，由服務(wù)中心加以利用。
3．1 硬件設計
數據采集器主要由數據采集單元、數據處理單元、數據傳輸單元和電源模塊組成。數據傳輸單元采用高性?xún)r(jià)比的ATmegal28L作為徽控制器，電源模塊采用線(xiàn)性電源以降低誤碼率，并配備顯示調試接口和EEPROM存儲單元。而數據集中器主要是在數據采集器的基礎上增加了GSM短信收發(fā)模塊。
數據匯集器區別于采集器采用以S3C2410作為徽處理器，這主要是基于對ARM(Advanced RISC Machines)與單片機性?xún)r(jià)比的考慮。采用RISC架構的ABM微處理器具有體積小、低功耗、高性能；支持Thumb(16位)／ARM(32位)雙指令集，能很好地兼容8 位／16位器件；大量使用寄存器，指令執行速度更快，執行效率更高等特點(diǎn)。因此，在無(wú)線(xiàn)通訊、工業(yè)控制領(lǐng)域，消費類(lèi)電子產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品、成像和安全產(chǎn)品中得以廣泛應用。
就此系統而言，匯集器使用ARM處理器對于以后升級、網(wǎng)絡(luò )傳輸功能的增強、效率的優(yōu)化極其有利，對于擴展開(kāi)發(fā)也可采用ARM內核ZIG-BEE無(wú)線(xiàn)單片機來(lái)代替。而采集器和集中器具有實(shí)時(shí)性要求不高、處理任務(wù)較單一和面向采集現場(chǎng)的數量較大等特點(diǎn)，因此采用ATmegal28L為核心處理器達到了性?xún)r(jià)比的最優(yōu)配置。
3．2 軟件設計
為了避免同頻干擾的問(wèn)題，集中器與采集器的通信采用TDMA(Time Division Multiple Access，時(shí)分多址)技術(shù)，把集中器與任意一臺采集之間的通信采用時(shí)分的方式分開(kāi)，集中器通過(guò)掃描的方式與各臺采集器進(jìn)行單臺通信，這樣系統中的集中器與采集器的通信方式就成為點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式，即整個(gè)點(diǎn)對多點(diǎn)系統的通信就成為若干個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)通信的組合。并采用如表1所示的幀結構，加上打包、解包機制和雙方的握手協(xié)議實(shí)現數據傳輸。

4 結束語(yǔ)
基于嵌入式的遠程抄表系統中通信協(xié)議，特別是MAC協(xié)議的優(yōu)化、高頻電路的設計是難點(diǎn)也是重點(diǎn)，此外設備間的互操作性、協(xié)調性，數據傳輸的同步性、安全性也需要考慮。
目前，此遠程抄表在“溫州市晟恒科貿有限公司倉庫溫濕度監測”中得到了初步應用。