李桂華 廣東歐宇信息控制技術(shù)有限公司

     陳志忠 熊 勇

     來源：《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》

     摘要：介紹lonworks總線電力線數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程自動抄表模塊的設(shè)計，以及由自動抄表模塊構(gòu)成的智能小區(qū)抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。

     關(guān)鍵詞：lonworks總線

     微控制器 遠(yuǎn)程抄表

     前 言

     目前我國普通采用水表、氣表、電表人工入戶抄表收費方式，這樣給用戶及秒表人員都帶來很多麻煩。隨著科技的發(fā)展，特別是智能小區(qū)、高層住宅小區(qū)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的抄表方式已經(jīng)不能滿足居民的要求。為了有效解決入戶抄表收費存在的諸多弊端，提高工作效率，自動抄表系統(tǒng)將是最好的解決方案。

     lonworks總線技術(shù)由于其優(yōu)良特性，已經(jīng)成為實際上的現(xiàn)場總線推薦標(biāo)準(zhǔn)。lonworks的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有很大的靈活性，通過多種收發(fā)器提供各種典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如總線型、星型、環(huán)型、混合型等，不同的通道之間網(wǎng)絡(luò)信息以路的器作為通信橋梁。使用路不但可以實現(xiàn)不同通信介質(zhì)之間的數(shù)據(jù)傳輸，還能改善網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時間和安全性能。

     歐宇公司開發(fā)的遠(yuǎn)程自動抄表模塊基于lonworks技術(shù)，采用電力線傳輸數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)住戶的煤氣表、水表、電表讀數(shù)的自動抄錄，并具有聯(lián)網(wǎng)功能。在小區(qū)的管理微機(jī)上或通過市話網(wǎng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢抄錄數(shù)據(jù)。

     一、lonworks自動抄表模塊（節(jié)點）及系統(tǒng)工作原理

     lonworks網(wǎng)絡(luò)上的每個測控單元稱為lonworks智能節(jié)點。每個智能節(jié)點使用了一塊lonworks主控制模塊。lonworks主控制模塊是智能節(jié)點的基本構(gòu)成單元，它以neuron芯片為核心，同時包括收發(fā)器、地址譯碼電路、復(fù)位電路、晶振電路及eprom等。主控制模塊通過固件完成lontalk協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸，并通過事件調(diào)度完成用戶定義的各種計算、i/o事件處理及網(wǎng)絡(luò)報文處理等功能。lonworks節(jié)點的示意圖如圖1所示。主控制模塊用于通信和控制：微控制器89c51實現(xiàn)對輸入/輸出數(shù)據(jù)的處理及驅(qū)動功能，在抄表模塊中主要是對脈沖輸入信號的計數(shù)，并完成與主控制模塊的數(shù)據(jù)傳輸。主控制模塊中的收發(fā)器負(fù)責(zé)將節(jié)點連入網(wǎng)絡(luò)，不同的通信介質(zhì)要求采用相應(yīng)的收發(fā)器：在抄表模塊中，可以采和ftt-10a收發(fā)器，適用于雙絞線介質(zhì)；或采用plt-22收發(fā)器，適用于電力線通信介質(zhì)。

     自動抄表系統(tǒng)以lonworks現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)。系統(tǒng)由下面幾部分組成：計算機(jī)、抄表管理軟件、數(shù)據(jù)集中器、抄表節(jié)點模塊、中繼器、modem、水電氣脈沖表等。

     抄表模塊實時采集各路脈沖表脈沖輸出信號，并將脈沖數(shù)累計存放在抄表模塊ram內(nèi)，根據(jù)設(shè)定的分段時間及當(dāng)前時刻，將采集到的數(shù)據(jù)累計到不同的時間段上，實現(xiàn)分時段計數(shù)。抄表模塊存儲器具有掉電保護(hù)功能，防止掉電丟失脈沖累加值。數(shù)據(jù)集中器具有較大容量的存儲器，能存儲200個抄表模塊的數(shù)據(jù)。集中器反復(fù)輪詢采集各抄表模塊的數(shù)據(jù)并將其存在集中器的相應(yīng)內(nèi)存中。集中器自動過濾非法數(shù)據(jù)，對通信異常進(jìn)行相應(yīng)處理，保證在集中器保存一份抄表網(wǎng)絡(luò)所有抄表模塊的數(shù)據(jù)。自動抄表系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集模塊多且分散、數(shù)據(jù)傳送實時要求不高以及要求每個傳送接收的數(shù)據(jù)不能出錯等特點。當(dāng)上位計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時，可從集中器保存的數(shù)據(jù)直接發(fā)回給計算機(jī)，不需要直接從抄表模塊讀取抄表數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)通信不需要進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，通信速度較快，即使在遇到lonworks網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)通信異常情況，也能將數(shù)據(jù)迅速發(fā)回主機(jī)。

     lonworks神經(jīng)元芯片程序分為兩個部分：一部分為應(yīng)用程序，另一部分為網(wǎng)絡(luò)映像。應(yīng)用程序決定模塊的功能；網(wǎng)絡(luò)映像決定模塊網(wǎng)絡(luò)與其他模塊連接關(guān)系。安裝方式可用兩種：一是預(yù)安裝方式，一是現(xiàn)場安裝方式。

     預(yù)安裝方式：lonworks控制網(wǎng)絡(luò)功能很豐富，但具體到抄表系統(tǒng)而言，系統(tǒng)只用部分功能，而且功能相對固定不變，其模塊之間的網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系可以預(yù)先確定。根據(jù)這種情況，把原來用lonmake來配置的參數(shù)改為通過主