基于A(yíng)RM的遠程電表抄表系統集中器

　　目前很多偏僻的地方和部分城市抄電表還是人工的方式，費時(shí)費力，也有很多地區通過(guò)蓋章升級已經(jīng)實(shí)現了集中抄表。遠程電表抄表系統主要包括電表、采集器、集中器、主站管理中心。

　　遠程電表抄表系統框架

　　目前遠程電表抄表系統主要包括電表、采集器、集中器、主站管理中心。如圖 1所示。采集器通過(guò)總線(xiàn)方式(多為485總線(xiàn))收集電表信息，然后再通過(guò)總線(xiàn)將信息傳輸到集中器上，集中器可通過(guò)以太網(wǎng)或者公網(wǎng)無(wú)線(xiàn)方式和主站管理中線(xiàn)通信。系統中采集器和集中器容易產(chǎn)生混淆。

　　電表主要是用來(lái)測量電能的;采集器主要有三個(gè)功能：采集電表數據(如峰、谷、平不同時(shí)段的數據)、保存、通過(guò)電力載波響應集中器的命令上傳數據或向電表下傳執行命令(如電表有可以切斷用戶(hù)用電的功能)。集中器主要將收集的信息進(jìn)行存儲處理并且和主站管理中心通信。

　　圖 1 遠程電表抄表系統框架

　　集中器設計

　　集中器通常一個(gè)變臺區一個(gè)，裝在變壓器附近，如配電室。工作的環(huán)境較惡劣，這對集中器硬件的可靠性和穩定性有一定要求，要符合工業(yè)級要求。另外集中器需要和采集器和主站管理中心通信，所以其主控需要支持豐富的接口，對集中器的要求如下：

　　l以太網(wǎng)，用于集中器與主站管理中心有線(xiàn)通信。

　　lGPRS，用于集中器與主站管理中心無(wú)線(xiàn)通信。

　　lRS-485、CAN總線(xiàn)，實(shí)現集中器與采集器通信。

　　l按鍵，用于對集中器進(jìn)行人工選擇和設置。

　　lDebug(RS-232)接口，用于對集中器調試。

　　l本地抄表具備2路(可擴展至3路)RS485。

　　圖 2 M28X-T功能框架

　　集中器除了可以設計成485總線(xiàn)集中器通信，還可以設計成CAN總線(xiàn)。

　　CAN總線(xiàn)與RS-485總線(xiàn)以1Mbit/S的高速率傳輸的距離都不超過(guò)100M，可謂高速上的距離差不多。但是在低速時(shí)CAN以5Kbit/S時(shí)，距離可達10Km，而RS-485在低的速率也只能到1219m左右?？梢?jiàn)CAN在長(cháng)距離的傳輸上擁有絕對的優(yōu)勢。CAN總線(xiàn)是多主從結構，每個(gè)節點(diǎn)都有CAN控制器，多個(gè)節點(diǎn)發(fā)送時(shí)，以發(fā)送的ID號自動(dòng)進(jìn)行仲裁，這樣可以實(shí)現總線(xiàn)數據不錯亂，而且一個(gè)節點(diǎn)發(fā)完。另一個(gè)節點(diǎn)可探測到總線(xiàn)空閑，馬上發(fā)送，省了主機的詢(xún)問(wèn)，提高了總線(xiàn)速率，增強了快速性。RS-485只規定了物理層，沒(méi)有數據鏈路層，對錯誤無(wú)法識別，除非一些短路等物理錯誤。這樣容易造成一個(gè)節點(diǎn)破壞，一直向總線(xiàn)發(fā)數據，造成整個(gè)總線(xiàn)癱瘓。所以RS-485一旦壞一個(gè)節點(diǎn)，這個(gè)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )就會(huì )癱瘓。CAN總線(xiàn)有CAN控制器，可以對總線(xiàn)任何錯誤進(jìn)行檢測，CAN節點(diǎn)在錯誤嚴重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，以使總線(xiàn)上其他節點(diǎn)的操作不受影響，CAN總線(xiàn)在網(wǎng)絡(luò )各節點(diǎn)之間的數據通信實(shí)時(shí)性強。

　　M28X-T系列核心板是基于 Freescalei.MX28( ARM926EJ-S™)系列芯片為核心的嵌入式工控核心板，針對工業(yè)及消費電子、汽車(chē)行業(yè)推出的高性能、低功耗處理器，包含了豐富的外設資源供開(kāi)發(fā)。如所示。

　　圖 3 M28X-T核心板

　　其資源如下：

　　CPU： Freescale i.MX283/ i.MX287;

　　運行頻率： 454MHz;

　　支持 64/128M DDR2;

　　支持 64/128MB NAND FLASH;

　　支持獨立硬件看門(mén)狗;

　　支持多種文件系統，支持 SD/MMC 卡、 U 盤(pán)讀寫(xiě);

　　支持 1 路 USB2.0 HOST、 1 路 USB2.0 OTG;

　　支持 2 路 10M/100M 以太網(wǎng)接口，支持交換機功能;

　　支持多達 6 路串口、 2 路 CAN;

　　支持 1 路 SD Card 接口， 1 路 SDIO;

　　1 路 I²C、 1 路 SPI、 1 路 I²S 及 4 路 12 位 ADC;

　　支持 JTAG 調試接口;

　　采用 6 層 PCB 工藝;

　　所有元器件均符合工業(yè)級-40℃~+85℃要求。