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一、引言 随着城市供水规模扩大,城市管网不断增大,厦门自来水公司原有遥测系统难以适应生产调度需求。要求有一套可靠、快速的调度遥测系统,综合国内RTU(Remote Terminal Unit 远程测控终端)的发展状况及公司的具体情况,厦门自来水公司独立研制开发了一套新的基于AVR单片机及专用MODEM芯片的MTU(Master Terminal Unit中心调度机)、RTU无线电遥测系统。 分散地分布在全市的管网监测点上的远端RTU(系统可带256个RTU)采集数据,进行数据处理后通过无线电台向中心调度端发送数据,中心调度端接收到数据后进行数据处理,数据存储,并送给模
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一、引言 随着城市供水规模扩大,城市管网不断增大,厦门自来水公司原有遥测系统难以适应生产调度需
求。要求有一套可靠、快速的调度遥测系统,综合国内RTU(Remote Terminal Unit 远程测控终端)的发展状
况及公司的具体情况,厦门自来水公司独立研制开发了一套新的基于AVR单片机及专用MODEM芯片的
MTU(Master Terminal Unit中心调度机)、RTU无线电遥测系统。 分散地分布在全市的管网监测点上的远
端RTU(系统可带256个RTU)采集数据,进行数据处理后通过无线电台向中心调度端发送数据,中心调度端接
收到数据后进行数据处理,数据存储,并送给模
一、引言
随着城市供水规模扩大,城市管网不断增大,厦门自来水公司原有遥测系统难以适应生产调度需求。要求有一套可靠、快
速的调度遥测系统,综合国内RTU(Remote Terminal Unit 远程测控终端)的发展状况及公司的具体情况,厦门自来水公司
独立研制开发了一套新的基于AVR单片机及专用MODEM芯片的MTU(Master Terminal Unit中心调度机)、RTU无线电遥测
系统。
分散地分布在全市的管网监测点上的远端RTU(系统可带256个RTU)采集数据,进行数据处理后通过无线电台向中心调
度端发送数据,中心调度端接收到数据后进行数据处理,数据存储,并送给模拟屏显示。
二、设计思想
原有系统的使用中,主要存在以下几个问题:1. 无线通信波特率低(300bps),误码率高,巡测速度慢,最多带32个
RTU终端;2. 当某一远程RTU端的无线电台一直处于长时间误发射状态时(简称“长发” )一直占用系统频点,由于系统共用
一组无线电频点,这将使系统其他所有电台无法通信,整个系统瘫痪,处于故障的电台亦无法发送有效数据,因而无法确定故
障点,测压点分布地域广且分散,使得故障查找很困难,往往需要数天时间;3. RTU板集成度低,故障率较高,元器件难于
采购。
考虑到系统的通用性和公司的实际情况,要求RTU系统能最大限度地利用原有的无线电台、天线、电源、模拟屏、检测仪
表等,并能实现如下功能:8路10位模拟量输入、8路开关量输入及两路脉冲量输入,其中8路开关量输入可扩展为64路开关量
输入,可在RTU站存储24小时历史数据(15分钟/次),具有掉电保护功能。
我们通过软硬件的有机配合,经济有效地解决了原有系统存在的问题及系统功能要求,做到MTU板和RTU板在硬件上的完
全一致,并把通常独立于RTU板的无线调制解调MODEM集成在RTU板之上,简化了系统的硬件结构。本系统RTU板具有无线
通信波特率1200bps,误码率低,最多带256个RTU终端,有效解决了因无线电台“长发”引起系统瘫痪的问题,数据采集精度
高,RTU板集成度高,通用性强,软件升级容易等优点
三、RTU的设计
1、元器件的选择
CPU选择ATMEL公司的AVR系列单片机AT90S8535,该芯片是比较新型的单片机,其内部资源如下:8K字节Flash程序
存储器,512字节EEPROM数据存储器,8通道10位精度A/D转换器,一个标准串口,1个16位定时/计数器,一个8位定时/计
数器,1个实时时钟,2个外部中断,内置看门狗电路等。RTU所需的功能和数据采集功能基本上可以在此单片机上实现;与
无线电台的连接选用OKI公司的MSM7512B MODEM芯片进行调制解调,与计算机的通信选用MAX232芯片进行,历史数据存
储选用8K字节串行EEPROM存储芯片AT24C64,电台的供电由CPU控制,通过继电器提供。
2、数据通信
(1)RS-232串口与PC机的通信
由于单片机的唯一的串口应用于无线电台的通信,首先保证无线通信的精确。与PC机的通信通过MAX232芯片把单片机的
TTL电平转化为标准的RS-232电平,使用单片机的外部中断INT0、INT1口和I/O口,应用软件模拟,实现两个波特率为
9600Bps半双工三线制串口通信,其接收数据采用中断方式。
(2)无线电台之间的无线通信
我们把通常独立于RTU板的无线调制解调MODEM集成在RTU板之上,如此简化了系统的硬件结构,降低了成本,并且提
高了通信的可靠性,实现了RTU与MODEM的紧密结合。MODEM芯片选用OKI公司的MSM7512B调制解调芯片,MSM7512B
是一块比较成熟的芯片,通信波特率为1200Bps,工作方式为半双工模式。在实践中,我们发现当电台从接收状态转为发射状
态或从发射状态转为接收状态的瞬间有一段不稳定状态,此时的数据容易产生误码,根据实验,得出一个比较合适的延时时
间,我们在控制无线电台收发转化后延迟适当的时间,使数据传送的可靠性和准确性得到了很大的提高。在数据传送过程中,
加入系统码、RTU站码,求和值低字节等校验,保证了系统通信的可靠,正确。
3、无线电台处于长时间误发射状态时(“长发” )系统瘫痪的解决对策
(1)在RTU板上设置电台电源控制端口(无线电台的电源由单片机通过继电器控制),RTU板可控制电台电源的通断;
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