基于GPRS供水管網(wǎng)抄表系統的設計與實(shí)現

4 PICl6F873A與抄表數據處理
4．1 PICl6F873A簡(jiǎn)介
PICl6F873A是Microchip公司推出的基于8位的高性能RISC指令系統、哈佛總線(xiàn)和兩級指令流結構單片機。該器件具有20個(gè)輸入／輸出可編程端口，13個(gè)中斷源。I2C和SPI串口總線(xiàn)端口，通用同異步收發(fā)器USART等。
水量計數器采用WS02型自保持開(kāi)關(guān)傳感器。此專(zhuān)利產(chǎn)品檢測電路簡(jiǎn)單，只需在信號線(xiàn)上接入30 kΩ電阻，此電阻連接電源，輸出高低電平。檢測電路如圖3所示。比如：要求裝配好的遠傳水表每10千克水發(fā)送一個(gè)脈沖信號．則應將指針安裝在xO．001位置。每當到達10千克水時(shí)．產(chǎn)生一個(gè)高電平，利用PIC16F873A的RB4引腳電平變化中斷功能．記錄數據。并且在定時(shí)開(kāi)啟GPRS前，將當日的所記錄水量存入PIC16F873A的E2PROM中，防止丟失數據或由其他意外情況引起的誤處理。

利用PIC16F873A定時(shí)器／計數器TMRl工作于異步計數器模式，即使PIC16F873A進(jìn)入睡眠狀態(tài)，TMRl仍可持續運行，溢出時(shí)產(chǎn)生中斷請求。在TMRl自帶振蕩器的兩個(gè)外部引腳上跨接一只廉價(jià)的32．168 kHz微型石英晶體振蕩器．作為T(mén)MRl工作的時(shí)間基準。此設計具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，即定時(shí)開(kāi)啟GPRS模塊，定時(shí)發(fā)送數據，從而實(shí)現節能，并可通過(guò)數據服務(wù)中心修改定時(shí)發(fā)送時(shí)間。
4．2 數據服務(wù)中心的構建
數據服務(wù)中心負責整個(gè)系統數據的采集處理和發(fā)布．協(xié)調系統的正常運作，是整個(gè)系統的重要組成部分。其主要功能包括：向各數據采集終端發(fā)送配置指令，接收采集終端發(fā)送的各項數據，對數據處理分析并保存至數據庫，以及發(fā)布數據等。
系統中，安裝的水量采集終端數量比較多，要將水量數據長(cháng)期保存和隨時(shí)查看，同時(shí)對數據的安全性也有極高要求，為了更好均衡系統性能．使數據服務(wù)中心能長(cháng)期穩定運行，因此數據服務(wù)中心由多臺服務(wù)器分別承擔數據存儲，數據采集，數據對外發(fā)布，提供網(wǎng)絡(luò )各項服務(wù)多項任務(wù)。
數據采集服務(wù)器上的主程序為確保數據的實(shí)時(shí)性，將始終處于運行狀態(tài)。該程序用Visual C++6．0編寫(xiě)．通過(guò)建立服務(wù)端，用WinSock監聽(tīng)并建立來(lái)自終端的連接后，在網(wǎng)絡(luò )上與各終端進(jìn)行通信，收發(fā)終端數據信息。為達到并發(fā)的需求，數據采集主程序采用多線(xiàn)程機制，為新建立的連接創(chuàng )建一個(gè)單獨的收發(fā)數據線(xiàn)程，充分保障各個(gè)采集終端的數據傳輸獨立性、及時(shí)性和安全性。為確保數據采集程序能長(cháng)期穩定運行，另建一個(gè)守護進(jìn)程對主程序進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。采集到的終端數據經(jīng)過(guò)解析、處理后存儲至數據庫服務(wù)器的Oracle數據庫中。在數據的發(fā)布上，與傳統應用系統的C／S模式相比較，借助Internet的B／S架構因其對用戶(hù)要求低，簡(jiǎn)潔方便，低成本及易于維護利于升級等各項優(yōu)勢，更適用于新型自動(dòng)水量監測系統。在該體系結構中，可以劃分為3層：瀏覽器―Web服務(wù)器―數據庫服務(wù)器。在B／S架構中，以.NET和JAVA兩大平臺最為流行，但J2EE在擴展性，移植性等方面更占優(yōu)勢，并能提供較好的安全機制，加上有眾多的開(kāi)源支持，因此水量查詢(xún)的Web站點(diǎn)采用Java編寫(xiě)，利用成熟的開(kāi)源框架Struts+Spring+Hibernate實(shí)現，這些優(yōu)秀的開(kāi)源框架使得開(kāi)發(fā)周期大大縮短，同時(shí)很好地封裝底層實(shí)現細節，開(kāi)發(fā)人員能專(zhuān)注于業(yè)務(wù)邏輯領(lǐng)域。站點(diǎn)布署在Tomcat服務(wù)器中，通過(guò)從數據庫中取得實(shí)時(shí)和歷史數據后，在站點(diǎn)上生成動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)供用戶(hù)通過(guò)Internet查詢(xún)、訪(fǎng)問(wèn)、存儲和打印，且利用強大的開(kāi)源報表工具JasperReport，可以將所需數據生成報表供外部用戶(hù)下載存檔使用。不同權限的用戶(hù)通過(guò)登錄站點(diǎn)可以對有關(guān)數據進(jìn)行各項維護操作。

5 結語(yǔ)
目前，我國城市管網(wǎng)更新改造的任務(wù)逐年加大，迫切需要使用管網(wǎng)水利檢測優(yōu)化設計系統。通過(guò)對主管網(wǎng)的水量檢測數據，與專(zhuān)業(yè)理論、方法相結合，進(jìn)行深度開(kāi)發(fā)研究，為管網(wǎng)規劃設計、建設施工、各種運行狀態(tài)下的優(yōu)化調度以及事故搶修等提供決策支持。該系統不只局限于供水行業(yè)，略加修改可用在排水、燃氣等行業(yè)，具有廣泛應用價(jià)值。