基于LonWorks技術(shù)的遠程抄表系統*

摘要： 本文運用LonWorks現場(chǎng)總線(xiàn)設計了遠程自動(dòng)抄表系統。

關(guān)鍵詞： 遠程抄表；LonWorks技術(shù)

前言

遠程自動(dòng)抄表系統是建筑智能化的重要標志。由于行業(yè)壁壘等因素，我國城市大部分住宅為上門(mén)抄表方式，浪費了大量的人力，給電力、自來(lái)水和煤氣等企業(yè)的收費造成了時(shí)間上的延時(shí)，增加了物業(yè)管理部門(mén)的負擔，也造成住戶(hù)的一些不便，遠程自動(dòng)抄表系統有效的解決了這些問(wèn)題。

設計采用數字化脈沖的電表、水表和煤氣表，以實(shí)現三表數據的現場(chǎng)自動(dòng)采集。家庭智能控制器采集各表發(fā)出的脈沖后，轉換成真實(shí)的三表數據，存于E2PROM中。當物業(yè)管理中心監控管理計算機進(jìn)行查詢(xún)時(shí)，家庭智能控制器通過(guò)LON網(wǎng)絡(luò )把數據傳送到監控管理計算機。

LonWorks自動(dòng)抄表節點(diǎn)與系統

LonWorks的測控單元使用以Neuron芯片為核心的一塊LonWorks主控制模塊。主控制模塊包括收發(fā)器、地址譯碼電路、復位電路、晶振電路及E2PROM等。主控制模塊通過(guò)LonTalk協(xié)議的數據傳輸，并對事件的調度完成網(wǎng)絡(luò )報文處理、用戶(hù)定義的各種計算及I/O事件處理等功能。LonWorks節點(diǎn)的示意圖如圖1所示。其中主控制模塊用于通信和控制；微控制器89C51實(shí)現對輸入/輸出數據的處理及驅動(dòng)功能，脈沖輸入信號的計數，完成與主控制模塊的數據傳輸。主控制模塊中的收發(fā)器負責將節點(diǎn)連入網(wǎng)絡(luò )。

圖1   LonWorks節點(diǎn)結構框圖

在抄表模塊中，可以采用FFT-10收發(fā)器 (圖2)，適用于雙絞線(xiàn)介質(zhì)；或采用PLT22收發(fā)器(圖3)，適用于電力線(xiàn)通信介質(zhì)。

圖2 Neuron芯片與FFT-10收發(fā)器連接圖

圖3 PLT22收發(fā)器

抄表模塊實(shí)時(shí)采集各個(gè)脈沖表的輸出信號，將脈沖數累計存放在抄表模塊RAM內，并按設定的分段時(shí)間及當前時(shí)刻累計到不同的時(shí)間段上，實(shí)現分時(shí)段計數。抄表模塊存儲器具有掉電保護功能，防止掉電丟失脈沖累加值。數據集中器反復輪詢(xún)采集各抄表模塊中的數據并保存于相應的內存中，并自動(dòng)過(guò)濾非法數據，對通信異常進(jìn)行相應處理。

自動(dòng)抄表系統數據采集模塊多且分散、數據傳送實(shí)時(shí)要求不高，要求每個(gè)傳送接收的數據不出錯。當上位機進(jìn)行數據采集時(shí)，可從集中器保存的數據直接發(fā)送給計算機，不需直接從抄表模塊讀取抄表數據。

該抄表模塊專(zhuān)門(mén)用于水表、電表和煤氣表的自動(dòng)抄錄。每個(gè)模塊抄讀24個(gè)模擬量的采集，分析其A/D采樣值，識別脈沖表的狀態(tài)，并檢測線(xiàn)路的通斷狀態(tài)。

LonWorks總線(xiàn)控制模塊與89C51的通信采用同步串行I/O方式，使用Neurowire主控方式，即由主控制模塊驅動(dòng)同步時(shí)鐘輸入及片選信號輸出，89C51接收同步時(shí)鐘輸入。主控制模塊中Neuron芯片的IO8引腳輸出同步時(shí)鐘；IO9引腳為串行數據輸出；IO10引腳為串行數據輸入；選擇IO5引腳為片選信號輸出。89C51采用中斷方式傳輸數據，在協(xié)議幀中加入校驗碼，保證通信數據的正確性，如圖4所示。

圖4  89C51與主控模塊的通信接線(xiàn)圖

結語(yǔ)

自動(dòng)抄表系統由小區管理計算機和自動(dòng)抄表模塊組成兩級網(wǎng)絡(luò )，采用自由拓撲結構，在管理微機上能夠查詢(xún)每戶(hù)的水表、電表和煤氣表的實(shí)時(shí)讀數。還可在管理中心對三表實(shí)施開(kāi)斷。

參考文獻：
1.  馬莉，智能控制與Lon網(wǎng)絡(luò )開(kāi)發(fā)技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社，2003
2.  彭海霞，基于LonWorks技術(shù)的智能家居網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)設計與開(kāi)發(fā)，現代電子技術(shù)，2005(12)：45～47