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基于LonWorks技术电表抄表采集模块硬件设计
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2020-12-08
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1 引 言 在我国随着一户一表的推广、城网和农网的改造、国家为了打破电力供应垄断局面而引入竞争政策的逐步深入和提高用电管理水平等等都需要发展自动抄表(Automatic Meter Reading,AMR)技术;同时,对住宅安全的重视也需要发展远程自动抄表系统;另外,这也是网络和计算机技术迅速发展的必然。目前我国已经有多家有实力的公司投入到自动抄表系统的研制工作,但是大部分是采用485串行总线,进行通讯。由于该总线在实际工程中存在2个问题: (1)通信数据收发的可靠性问题; (2)在多机通信方式下,一个节点的故障(如死机),往往会使得整个系统的通信框架崩溃,而且给故障的排查带来困难。
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基于基于LonWorks技术电表抄表采集模块硬件设计技术电表抄表采集模块硬件设计
1 引 言 在我国随着一户一表的推广、城网和农网的改造、国家为了打破电力供应垄断局面而引入竞争政策的逐
步深入和提高用电管理水平等等都需要发展自动抄表(Automatic Meter Reading,AMR)技术;同时,对住宅安
全的重视也需要发展远程自动抄表系统;另外,这也是网络和计算机技术迅速发展的必然。目前我国已经有多
家有实力的公司投入到自动抄表系统的研制工作,但是大部分是采用485串行总线,进行通讯。由于该总线在实
际工程中存在2个问题: (1)通信数据收发的可靠性问题; (2)在多机通信方式下,一个节点的故障(如死机),往
往会使得整个系统的通信框架崩溃,而且给故障的排查带来困难。
1 引 言
在我国随着一户一表的推广、城网和农网的改造、国家为了打破电力供
应垄断局面而引入竞争政策的逐步深入和提高用电管理水平等等都需要
发展自动抄表(Automatic Meter Reading,AMR)技术;同时,对住宅安
全的重视也需要发展远程自动抄表系统;另外,这也是网络和计算机技
术迅速发展的必然。目前我国已经有多家有实力的公司投入到自动抄表
系统的研制工作,但是大部分是采用485串行总线,进行通讯。由于该
总线在实际工程中存在2个问题:
(1)通信数据收发的可靠性问题;
(2)在多机通信方式下,一个节点的故障(如死机),往往会使得整个系统
的通信框架崩溃,而且给故障的排查带来困难。
本文所设计的基于LonWorks技术的电表抄表模块成功地解决了以上2个
问题。
2系统组成
表头采样模块主处理器选用AT89C51单片机,完成电表脉冲信号采样、
度数计算和反馈连动。抄表采集器由AT89C51作为主处理器与
MCl43150Neuron芯片构成的Host-based节点作为系统的次站与LON网
络连接。采用的Neuron芯片是MCl43150,其片内有3个CPU,即:介
质访问CPU,网络CPU,应用CPU。他们与片内存储器、网络通信接
口、定时器、I/O口驱动电路通过16b地址总线和8 b数据总线相连。
Neuron芯片有11个可编程的I/O引脚,并提供4类共34种I/O对象。通
过引脚的不同配置,为外部硬件提供灵活的接口,实现不同的I/O对
象。这4类I/O对象为:直接I/O、并行I/O、串行I/O和计时器/计
数器I/O对象。
本设计将Neuron芯片工作方式配置为从B方式,具体为100~107与
AT89C51的P0~P7口相连,经此通道AT89C51的管理信息和实时数据
通过LonWorks网可以上位监控计算机以及其他LonWorks节点相互传
输。系统结构图1所示。
3 表头采集模块的硬件设计
电表表头模块的主处理器选用AT89C51单片机。表头采集模块主要负责
采集能源对应的数字量(脉冲信号),由主CPU进行处理,将相应的数据
信号保存分时发送给抄表采集器,通过收发器,将相应电表的信号送到
LON总线。
本表头采集模块主要有以下部分实现:
(1)信号采样电路
目前,市场上的电表基本上为脉冲电表,即输出标准脉冲信号。以本系
统调试采用的单相电子式电能表为例。电表输出的脉冲信号送到采集模
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weixin_38691220
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