基于分級(jí)通信模式的小區(qū)智能抄表系統(tǒng)

1引言

長(zhǎng)期以來(lái)，居民小區(qū)的物業(yè)管理部門對(duì)用戶用電、水、氣的統(tǒng)計(jì)一直是在人工抄表的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。而人工方式由于統(tǒng)計(jì)工作量大，誤差大，人為錯(cuò)誤等給物業(yè)管理和用戶也常帶來(lái)極大的不便。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，住戶三表（水，電，煤氣）出戶自動(dòng)抄表自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生。一般小區(qū)內(nèi)的住戶數(shù)量較多，數(shù)據(jù)采集單元數(shù)目較大，同時(shí)由于數(shù)據(jù)采集單元可能離中央管理計(jì)算機(jī)較遠(yuǎn)，因此這類系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)必須采用多層分級(jí)通信的模式。本文介紹一種基于分級(jí)通信模式自動(dòng)抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2．1系統(tǒng)組成

圖1所示是某小區(qū)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。該智能抄表系統(tǒng)采用四層結(jié)構(gòu)，其中第一層是中央管理機(jī)，依次為集中器、采集器、現(xiàn)場(chǎng)采集儀表。

通過中央管理機(jī)及其軟件，管理人員可根據(jù)系統(tǒng)密碼的權(quán)限隨時(shí)查詢小區(qū)各個(gè)住戶的水、電、煤氣的實(shí)時(shí)及歷史使用情況。而集中器的主要作用是保存歷史和當(dāng)前采集數(shù)據(jù)，它在作為采集器主機(jī)的同時(shí)也作為中央管理機(jī)的從機(jī)，并且可以向外提供RS232、RS485及集成MODEN通訊接口（備用）。采集器作為計(jì)數(shù)裝置可對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行取樣。并可在斷線時(shí)向物業(yè)中央管理機(jī)報(bào)警，以防止有人偷電（水、煤氣）。采集器有24個(gè)通道，每個(gè)通道可單獨(dú)設(shè)置為電表、煤氣表或水表脈沖量輸入；輸入信號(hào)可以是有源信號(hào)，也可以是無(wú)源信號(hào)，其脈沖頻率一般小于10Hz?，F(xiàn)場(chǎng)采集儀表用于分別計(jì)錄用戶用水，電，煤氣的數(shù)量，并以電脈沖形式輸出。

中央管理機(jī)與采集器通信有定時(shí)采集（大于等于3分鐘）和主動(dòng)采集兩種模式，具體操作可由操作者發(fā)出命令，它可以自動(dòng)采集所有通道數(shù)據(jù)或特定通道的數(shù)據(jù)。上位機(jī)則通過采集器完成下列功能：設(shè)定通信波特率（缺省值為19200）、設(shè)定集中器到采集器的定時(shí)采集時(shí)間、設(shè)定采集器時(shí)間、獲取集中器中的采集數(shù)據(jù)和報(bào)警信號(hào)、設(shè)置某采集器數(shù)據(jù)、讀取某采集器設(shè)置數(shù)據(jù)以及開戶和銷戶等。

集中器與采集器之間采用RS－485半雙工接口并采用主從模式進(jìn)行通信。一般情況下，集中器定時(shí)或連續(xù)向采集器采集數(shù)據(jù)。當(dāng)上位機(jī)與集中器通信時(shí)，必須等待集中器與某采集器完成通信才能開始交互數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)中，中央管理機(jī)下掛4個(gè)集中器，每個(gè)集中器下掛126個(gè)采集器。由于RS－485總線最多可掛32個(gè)驅(qū)動(dòng)器，因此，在某些采集器中，應(yīng)設(shè)置中繼器（該中繼器可由兩片背靠背的MAX1487組成），以使RS－485總線下可掛126個(gè)采集器。

2．2通信協(xié)議

本系統(tǒng)的通信協(xié)議包括字符格式和數(shù)據(jù)包格式。在字符格式中，每個(gè)字符在傳輸中采用異步方式，具體字符格式如下：

通信模式的小區(qū)智能抄表系統(tǒng) 1' height="160" />

其中，起始標(biāo)志位SOI（STARTOFIN－FORMATION）為7EH，對(duì)應(yīng)于ASCII碼字符“～”，代表一個(gè)新信息幀的開始。