智能水表的數(shù)據(jù)采集畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)題目智能水表的數(shù)據(jù)采集學(xué)生姓名 專業(yè)名稱 電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師 2013 年5月15 日教學(xué)單位 電子電氣工程系 學(xué)生學(xué)號(hào) 200995014009 編 號(hào) 目目 錄錄一、設(shè)計(jì)正文 （1）二、附錄1. 設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告（25）2. 設(shè)計(jì)結(jié)題報(bào)告 （26）3. 成績(jī)?cè)u(píng)定及答辯報(bào)告表（27）基于基于 M M S S P430P430 單片機(jī)智能網(wǎng)絡(luò)水表的單片機(jī)智能網(wǎng)絡(luò)水表的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)張文彬(寶雞文理學(xué)院 電子電氣工程系) 摘摘 要要 單片機(jī)自 20 世紀(jì) 70 年代問(wèn)世以來(lái)，以其極高的性能價(jià)格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。而

2、 msp430 單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)的快速發(fā)展，有關(guān)城市的水、電、氣、暖表的管理和數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)的問(wèn)題也日益突出，根據(jù)自來(lái)水網(wǎng)的改造、智能小區(qū)的建設(shè)以及實(shí)施“一戶一表”工程的需要，本文設(shè)計(jì)了一種基于msp430 單片機(jī)的智能網(wǎng)絡(luò)水表，智能水表通過(guò)集中器和上位機(jī)管理系統(tǒng)連接，將水表的數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)方的上位機(jī)，同時(shí)上位機(jī)管理系統(tǒng)通過(guò)集中器對(duì)智能網(wǎng)絡(luò)水表進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。利用低成本 、 高性能的 M SP430 單片機(jī)作為基表進(jìn)行硬件設(shè)計(jì) ,使用了廣泛應(yīng)用的基于 R S - 485 電氣接口的異步串行通訊技術(shù)作為通訊方式 ,利用 SQL Server 技術(shù)和 Vi

3、sual C + +編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的上位機(jī)管理軟件. 文中給出了系統(tǒng)模型 ,并對(duì)其關(guān)鍵部分的數(shù)據(jù)采集器 、 集中器和上位機(jī)管理系統(tǒng)做了系統(tǒng)的分析. 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ; 集中器 ; M SP430 單片機(jī) ; R S - 485 總線 ; 智能網(wǎng)絡(luò)水表Design of water meter remote-reading system based on MSP430 microcon troller intelligent network water meterZhang wenbin(School of Information, Baoji Universit

4、y.)Abstract: Because of its extremely high performance-price ratio, the single-chip computer (SCC) has been paid great attention to ever since it came out in 1970s of 20th Century, and has gained an extensive applicable field and fast development. Among all kinds of SCCs, MSP430 SCC is the most typi

5、cal and representative one. More and more problems are arising on the management and record-reading of water meter, electricity meter, and natural gas mater systems as the community development is growing fast. Aiming to solve these problems, the thesis designed a remote central meter reading system

6、 and intelligent water system, development of intelligent resident community and the high demand of one meter per family project. This intelligent water mater will collect the data and transfer it to the remote upper-level managing system via concentrator and upper-level management system, while the

7、 upper-level management system is responsible for monitoring and managing intelligent water meter network.This system used of the MSP30 microcontroller which is low cost and high performance as the principal part to design hardware ,used a synchronous serial communication technology based on RS-485

8、electric in terrace as communication means SQL Server technology and V C+ program language are used to design the remote-reading management software system. This paper systematically introduces the model of the system and the critical part of the system such as data collector, concentrator and upper

9、-level manage system.Key words: automatic meter reading system; concentrator; MSP430 microcontroller; RS-485 bus; interlli-gent network water meter.目目 錄錄第一章第一章 緒論緒論 .11.1 研究背景 .11.2 選題意義 和經(jīng)濟(jì)效益 .21.2.1 遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的推廣應(yīng)用前景 .21.2.2 社會(huì)效益 .31.2.3 設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo).41.2.4 采用的控制芯片 ..5 采用的數(shù)據(jù)采集方式 .41.2.6

10、 無(wú)線傳輸采集的方式 .7第二章第二章整體設(shè)計(jì)整體設(shè)計(jì) .82.1 遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體概述.82.2 遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu).92.2.1 智能網(wǎng)絡(luò)水表智能網(wǎng)絡(luò)水表 .92.2.2 脈沖采集電路 .102.2.3 液晶顯示電路及顯示器 .112.2.4 閥門(mén)控制電路 .122.2.5 通信接口.122.3 集中器設(shè)計(jì).132.3.1 集中器.152.4 上位機(jī)管理系統(tǒng).19第三章第三章小結(jié)小結(jié) .22參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .23致謝致謝 .240 第一章第一章 緒論緒論隨著我國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)的快速發(fā)展，有關(guān)城市的水、電、氣、暖表的管理和數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)的問(wèn)題也日益突出，根據(jù)自來(lái)水網(wǎng)的改造、智能

11、小區(qū)的建設(shè)以及實(shí)施“一戶一表”工程的需要，本文設(shè)計(jì)了一種基于 MSP430 單片機(jī) 的智能網(wǎng)絡(luò)水表，智能水表通過(guò)集中器和上位機(jī)管理系統(tǒng)連接，將水表的數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)方的上位機(jī)，同時(shí)上位機(jī)管理 系統(tǒng)通過(guò)集中器對(duì)智能網(wǎng)絡(luò)水表進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。 為適應(yīng)這個(gè)發(fā)展方向 , 在研制出有線遠(yuǎn)傳水表及其數(shù)據(jù)采集器的基礎(chǔ)上 ,開(kāi)發(fā)了專用的數(shù)據(jù)集中器 ,以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳水表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 同時(shí)本文對(duì)水表的遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了全面的介紹，該系統(tǒng)有三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：上位機(jī)管理系統(tǒng)、集中器和智能網(wǎng)絡(luò)水表。智能網(wǎng)絡(luò)水表通過(guò)RS-485 總線和集中器連接，集中器通過(guò)調(diào)制解調(diào)器 MODEM 和電話網(wǎng)連接，將數(shù)據(jù)通過(guò)電話網(wǎng)傳輸給上位機(jī)管

12、理系統(tǒng)，降低成本的同時(shí)提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。同時(shí)上位機(jī)管理系統(tǒng)還可以和銀行聯(lián)網(wǎng),組成四級(jí)網(wǎng)絡(luò)，為集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的擴(kuò)展奠定了基礎(chǔ)。這樣的設(shè)計(jì)代替了人工入戶數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)采集方式,大大方便了居民生活。 本文所設(shè)計(jì)完成的智能水表具有功能完善,計(jì)量準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。1 1 .1.1 研究背景研究背景 當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展，現(xiàn)代的建筑不僅融合了傳統(tǒng)的建筑特點(diǎn)，而且包括了高科技產(chǎn)品和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，隨著現(xiàn)代通信技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的智能建筑和智能小區(qū)很多已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了樓宇自動(dòng)化，例如：寬帶上網(wǎng)、防盜、防火聯(lián)網(wǎng)報(bào)警等，同時(shí)耗能計(jì)量表出戶集中數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)收費(fèi)、聯(lián)網(wǎng)管理己成為現(xiàn)代智能建 筑和智能小

13、區(qū)的必備條件。這里的耗能計(jì)量表是指用于居民住宅耗能計(jì)量的儀表，包括水、電、暖、煤氣表等，但是現(xiàn)在仍有大量的智能建筑和智能小區(qū)的水、電、暖、煤氣等耗能計(jì)量表采用傳統(tǒng)計(jì)量技術(shù)和數(shù)據(jù)采集方式，因此新的計(jì)量技術(shù)和數(shù)據(jù)采集方式成為研發(fā)的熱點(diǎn)。 現(xiàn)在對(duì)于耗能計(jì)量表的數(shù)據(jù)采集方式多為人工入戶數(shù)據(jù)采集，而且歸各個(gè)管理部門(mén)收費(fèi)，這種收費(fèi)方式存在很多的弊端：1(1)數(shù)據(jù)采集工作勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低；(2)管理費(fèi)用高；(3)入戶數(shù)據(jù)采集難度大，而且存在安全隱患等。隨著通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程自動(dòng)數(shù)據(jù)采集方式將逐步替代傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式，這樣可以將耗能計(jì)量表的管理統(tǒng)一到物業(yè)中心，大大節(jié)省人力、物力和財(cái)力，而且可以

14、 實(shí)時(shí)監(jiān)控耗能表的使用情況，有利于管理部門(mén)的管理，同時(shí)將物業(yè)中心的計(jì)算機(jī)和銀行的管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，由銀行從業(yè)主的存款中扣除費(fèi)用，真正實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。 傳統(tǒng)的計(jì)量技術(shù)和數(shù)據(jù)采集方式所使用的儀器儀表多為舊式儀器儀表，這些儀器儀表已經(jīng)無(wú)法滿足社會(huì)的需要，它們存在著精度低、體積大、可靠性差等缺陷，針對(duì)舊式儀器儀表的缺陷，出現(xiàn)了智能化計(jì)量?jī)x表。智能化儀器儀表是計(jì)算機(jī)技術(shù)向儀器儀表移植的產(chǎn)物，含有微計(jì)算機(jī)或微處理器的儀器儀表，具有對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯 判斷及自動(dòng)化操作等功能。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)的高速發(fā)展，智能化計(jì)量?jī)x表朝著微型化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，并逐步取代舊式的計(jì)量?jī)x表。 水表是

15、記錄流經(jīng)封閉滿管道中水流量的一種儀表，它是一種積算式速度流量計(jì)，原理上是利用活動(dòng)壁的容積室的機(jī)械作用或水流推動(dòng)渦輪等活動(dòng)元件，使之旋轉(zhuǎn)以連續(xù)確定水流量。水表性能的好壞直接影響著人們的日常生活以及水資源管理工作的效率和科學(xué)化水平。而舊式水表存在著偷水、漏水等嚴(yán)重問(wèn)題，用先進(jìn)的智能化水表取代舊式水表已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)1。2.2.選題意義選題意義 和經(jīng)濟(jì)效益和經(jīng)濟(jì)效益 .1 遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的推廣應(yīng)用前景遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的推廣應(yīng)用前景 隨著我國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)步伐的加快，城市水、電、氣等建設(shè)規(guī)模日益龐大，管理工作越來(lái)越復(fù)雜，而且越來(lái)越繁重，在這種情況下傳

16、統(tǒng)的管理模式已經(jīng)暴露出各種弊端，與城鎮(zhèn)的現(xiàn)代化建設(shè)不相適應(yīng)。對(duì)于水表計(jì)量計(jì)費(fèi)而言，實(shí)現(xiàn)水表的遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)可以有效地解決入戶數(shù)據(jù)采集效率低的問(wèn)題，提高自來(lái)水公司的用水管理水平和管理效率，杜絕水費(fèi)的拖欠； 2(2)避免干擾居民生活，杜絕安全隱患； (3)遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集可以使管理部門(mén)隨時(shí)了解居民的用水情況，而且使數(shù)據(jù)采集工作不受時(shí)間的限制。 長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)城鎮(zhèn)居民使用的水表普遍是普通機(jī)械旋翼濕式水表，這種水表價(jià)格低廉、性能比較穩(wěn)定，但是存在著偷水、漏水等現(xiàn)象。智能網(wǎng)絡(luò)水表的使用相對(duì)于傳統(tǒng)的水表有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)可以杜絕普通水表的偷水、漏水現(xiàn)象； (2)其智能化的設(shè)計(jì)可以使

17、居民隨時(shí)了解用水量和單價(jià)水費(fèi)，大大方便了居民生活；(3)這種水表配備有數(shù)據(jù)通信的接口，可以方便與集中器進(jìn)行連接； (4)這種水表可以防止強(qiáng)磁干擾、拆卸等所造成的計(jì)量不準(zhǔn)確，上位機(jī)管理系統(tǒng)可以監(jiān)控水表的狀態(tài)和運(yùn)行。 我國(guó)傳統(tǒng)的水表水量計(jì)量和數(shù)據(jù)采集管理模式己經(jīng)不適應(yīng)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在這種情況下，遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的推廣使用，符合國(guó)內(nèi)外水表和數(shù)據(jù)采集管理模式的發(fā)展?fàn)顩r以及未來(lái)趨勢(shì)，具有很好的推廣前景。根據(jù)對(duì)各大城市自來(lái)水公司的實(shí)際調(diào)查，相對(duì)于傳統(tǒng)水表和數(shù)據(jù)采集模式，遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和智能水表有很好的經(jīng)濟(jì)效益：(1)降低人工費(fèi)用； (2)降低偷水、漏水費(fèi)用； (3)降低水表的管

18、理費(fèi)用：如果使用智能網(wǎng)絡(luò)水表，自來(lái)水公司每月用于用水監(jiān)控和管理的費(fèi)用將大大降低。 .2 社會(huì)效益社會(huì)效益 遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和智能網(wǎng)絡(luò)水表的推廣使用不僅具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，而且具有很好的社會(huì)效益： (1)智能網(wǎng)絡(luò)水表系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)國(guó)家建設(shè)部在小康住宅標(biāo)準(zhǔn)中提出的推廣應(yīng)用戶外計(jì)量(含水、電、暖、燃?xì)獗?技術(shù)提供了有利的保障； (2)智能網(wǎng)絡(luò)水表系統(tǒng)能夠避免水表計(jì)量和收費(fèi)過(guò)程中的各種錯(cuò)計(jì)、漏計(jì)用水量和拖欠水費(fèi)等現(xiàn)象； 3(3)遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有利于促進(jìn)科技進(jìn)步和新材料的研制。.3 設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo) 本次設(shè)計(jì)的智能網(wǎng)絡(luò)水表的主要技術(shù)指標(biāo)有： (1)工作電

19、壓：3.6 士 0.6V； (2)靜態(tài)電流：(30MA)； (3)閥門(mén)正常工作次數(shù)：100 次； .4 采用的控制芯片采用的控制芯片 控制芯片是智能網(wǎng)絡(luò)水表系統(tǒng)和智能網(wǎng)絡(luò)水表的核心部分，采用何種控制芯片要從它的功耗和性能方面結(jié)合考慮，單獨(dú)考慮芯片的功耗而忽略其性能是不合適的，要做到采用的芯片功耗盡可能低，同時(shí)也要滿足智能網(wǎng)絡(luò)水表系統(tǒng)和智能網(wǎng)絡(luò)水表的各項(xiàng)功能。 .5 采用的數(shù)據(jù)采集方式采用的數(shù)據(jù)采集方式 現(xiàn)在遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有很多種數(shù)據(jù)采集方式，結(jié)合實(shí)際情況，采用合適的數(shù)據(jù)采集方式是保證數(shù)據(jù)可靠傳輸，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的關(guān)鍵。本次設(shè)計(jì)采用的數(shù)據(jù)采集方式適合大容量的水

20、表數(shù)據(jù)采集，同時(shí)上位機(jī)管理系統(tǒng)可以通過(guò)集中器對(duì)水表進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在國(guó)外集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展起步較早，對(duì)集中數(shù)據(jù)采集技術(shù)的研究起步也較早，且比較深入，從標(biāo)準(zhǔn)的制定到數(shù)據(jù)采集專用芯片的生產(chǎn)都比較成熟，多種集中數(shù)據(jù)采集技術(shù)得到了相對(duì)廣泛的、成功的應(yīng)用，在發(fā)達(dá)國(guó)家基本上都實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集。對(duì)于適合于遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集的智能水表而言，國(guó)外幾家大水表公司，如瑞典 ABB 公司、德國(guó) MEILEK 公司及以色列 ARAD公司推出的總線制智能水表，這些公司定做了一體化芯片(將采集、存儲(chǔ)、傳輸電路集成于一體的專用芯片)，固件到表體上。這種水表由于采集計(jì)數(shù)工作單元均裝配在智能水表內(nèi)并密封，水表的數(shù)據(jù)采集

21、、處理、存儲(chǔ)等基礎(chǔ)工作全由水表本身完成，上位機(jī)不參與底層數(shù)據(jù)采集，僅進(jìn)行通信聯(lián)系，消除了外界因素對(duì)計(jì)量的影響。另外因智能水表引出的總線通、斷不影響單表數(shù)據(jù)采集和保存，4也不影響其它水表數(shù)據(jù)的讀出，即使本次讀數(shù)時(shí)該表總線出現(xiàn)故障，只需重新掛接好總線，無(wú)需重新置數(shù)，水表的真實(shí)讀數(shù)仍可繼續(xù)讀出，其安全性、穩(wěn)定性是比較可靠的。但是成本較高，推廣普及較慢。 通過(guò)電力線載波技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集的智能水表，國(guó)外的很多大公司和研究所已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了相對(duì)應(yīng)用于電力線載波技術(shù)的器件和元件，電力線載波技術(shù)的關(guān)鍵是電力線載波專用芯片， 國(guó)外很多公司生產(chǎn)出這種專用芯片，使遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集和控制變得可靠。瑞典 ABB 公

22、司開(kāi)發(fā)的無(wú)線發(fā)射式水表，除安裝常規(guī)數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)模塊外，另設(shè)置無(wú)線發(fā)射裝置，通過(guò)遠(yuǎn)程接收裝置接收信號(hào)，此種水表不需敷設(shè)線路和線路維護(hù)、安裝方便。但是種無(wú)線發(fā)射式水表占用頻率點(diǎn)需長(zhǎng)期交付一定的租用金和管理費(fèi)。國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀相對(duì)于國(guó)外遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集和智能化水表的發(fā)展，我國(guó)在這方面的技術(shù)起步較晚，但是發(fā)展十分迅速。RS-85 總線傳輸方式已經(jīng)廣泛應(yīng)用在集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，在我國(guó)些大中城市，無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)采集方式也廣泛使用，經(jīng)過(guò)技術(shù)的改進(jìn)，這種數(shù)據(jù)采集方式已經(jīng)取得了明顯的效果；電力線載波技術(shù)更是發(fā)展迅速，尤其在電能表自動(dòng)數(shù)據(jù)采集方面使用最多。對(duì)于傳統(tǒng)水表出現(xiàn)的缺陷，我國(guó)市場(chǎng)上出現(xiàn)了很多種智能化水表

23、，具體分類如圖 1-1 所示。 0遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中關(guān)鍵要解決的問(wèn)題是數(shù)據(jù)通信的問(wèn)題，因而遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也隨著各種通信方式的發(fā)展而不斷發(fā)展起來(lái) 161。根據(jù)通信方式的不同，目前國(guó)內(nèi)外主要有以下幾種數(shù)據(jù)采集方式. 有線傳輸數(shù)據(jù)采集方式主要包括：RS-485 總線傳輸方式、基于 LonWorks網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸方式、電力載波方式傳輸方式、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸方式和利用MODEM、電話網(wǎng)的傳輸方式等。(1)RS-485 總線方式：是較早應(yīng)用的技術(shù)，技術(shù)非常成熟，現(xiàn)在在很多遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中大量采用。通常由一個(gè)采集終端通過(guò) RS-485 總線采集一定數(shù)量基表的 13 太原理_E 大學(xué)碩士研究生

24、學(xué)位論文數(shù)據(jù)，基表為具有 RS-485 接口的電子表，采集終端通過(guò)專用電纜或 RS 一 485總線，將采集到的數(shù)據(jù)送到集中器進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。抄收區(qū)域較大時(shí)，可以采用多個(gè)集中器級(jí)聯(lián)，一般由最高一級(jí)的集中器通過(guò)調(diào)制解調(diào)器接入電話網(wǎng)，再和上位機(jī)連接。(2)現(xiàn)場(chǎng)總線方式：現(xiàn)場(chǎng)總線是在微機(jī)測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多字節(jié)數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開(kāi)放式、數(shù)字化多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。它在制造業(yè)、流程工業(yè)、交通，樓宇等方面的自動(dòng)化系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景I“。在智能住宅方面，LonWorks 現(xiàn)場(chǎng)總線是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)中最被看好的技術(shù)之一?；?LonWorks 網(wǎng)絡(luò)的集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，兼有局域網(wǎng)和測(cè)控網(wǎng)兩者

25、的特性，可以方便的實(shí)現(xiàn)管理網(wǎng)和各種測(cè)控網(wǎng)的連接，通過(guò)由 LonWorks 網(wǎng)絡(luò)采集模塊對(duì)耗能計(jì)量表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并把多個(gè)如此模塊連成 LonWorks 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一個(gè)比較大的集中器，同時(shí)對(duì)上千個(gè)耗能計(jì)量表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，這些數(shù)據(jù)可以通過(guò)電話網(wǎng)或?qū)＞€傳輸?shù)竭h(yuǎn)方的上位機(jī)管理系統(tǒng)。(3)電力線載波(PLC)數(shù)據(jù)采集方式：其原理是把水表、電表、氣表的數(shù)據(jù)通過(guò)采集終端設(shè)備將數(shù)據(jù)調(diào)制后，通過(guò)電力線傳送，在接收端解調(diào)還原成數(shù)據(jù)信號(hào)，在同一臺(tái)配電變壓供電范圍內(nèi)用戶統(tǒng)一編址，并由采集器巡回讀寫(xiě)191。電力線載波方式在國(guó)外已經(jīng)運(yùn)用的很成熟，主要是由于國(guó)外的電網(wǎng)十分干凈，干擾較少，而且有專門(mén)電力載波芯片。在我國(guó)電網(wǎng)干

26、擾比較大，從國(guó)外引進(jìn)的電力載波芯片不合適我國(guó)的電網(wǎng)，現(xiàn)在雖然有些地區(qū)在使用電力載波方式，但是效果不是很理想。(4)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集方式：這是國(guó)外一種新興的數(shù)據(jù)采集方式，系統(tǒng)的每1個(gè)終端表計(jì)都設(shè)置一個(gè) m 地址，上位機(jī)的控制命令和數(shù)據(jù)傳輸通過(guò) Internet 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。(5)利用 MODEM、電話網(wǎng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集方式：系統(tǒng)采用 MODEM 將集中器的數(shù)據(jù)通過(guò)電話網(wǎng)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，上位機(jī)通過(guò)撥號(hào)方式對(duì)各個(gè)集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)接收或向集中器發(fā)送控制指令，上位機(jī)管理系統(tǒng)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、查詢等。.2.6.無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)采集方式無(wú)線傳輸方式主要包括兩種：無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)采集方式和 GSM

27、遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集方式。(1)無(wú)線發(fā)射數(shù)據(jù)采集方式：計(jì)量表除安裝常規(guī)數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)模塊外，另設(shè)置無(wú)線發(fā)射裝置，通過(guò)遠(yuǎn)程接收裝置接收信號(hào)。這種傳輸方式不需要敷設(shè)線路，而且安裝方便，但是由于單表設(shè)置無(wú)線發(fā)射裝置，表體費(fèi)用高，加上占用頻率點(diǎn)需長(zhǎng)期交付一定的租用會(huì)和管理費(fèi)，推廣起來(lái)成本較高。(2)GSM 遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集方式：將 GSM(GlobalSystemfor Mobile Communication)網(wǎng)絡(luò)的短消息技術(shù)應(yīng)用于集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。GSM 遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由用戶端、主控站、GSM 通信系統(tǒng)三大部分組成。系統(tǒng)的工作原理是主控站利用無(wú)線調(diào)制解調(diào)器，通過(guò) GSM 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，分

28、別向各個(gè)耗能計(jì)量表數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送“數(shù)據(jù)采集短消息” ，耗能表數(shù)據(jù)采集模塊收到“數(shù)據(jù)采集短消息”后，向集中器發(fā)送“數(shù)據(jù)采集指令” ，集中器抄讀各采集器采集的各耗能表數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)組織成“耗能表讀數(shù)短消息” ，再通過(guò)耗能表數(shù)據(jù)采集模塊把信息回傳給主控站。2第二章第二章 整體設(shè)計(jì)整體設(shè)計(jì)2.12.1 遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體概述遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體概述 遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一種不需要人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，利用特定的通信方式將用戶處的 耗能計(jì)量表所記錄的各種數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程主控站的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，并由軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和計(jì)算的系統(tǒng)。遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，在實(shí)際的使用中

29、，可以采用多種通信方式，使遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)更加完善。 遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面： (1)遠(yuǎn)程通信傳輸網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方便：可以根據(jù)實(shí)際情況，選用有線或無(wú)線的傳輸方式； (2)實(shí)時(shí)或定時(shí)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集，減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)效益： (3)提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，克服人工數(shù)據(jù)采集中的不確定因素，提高供水管理系統(tǒng)的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益； (4)通過(guò)上位機(jī)管理系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，查處異常耗能計(jì)量表； (5)上位機(jī)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理方便，報(bào)表自動(dòng)生成，用戶繳費(fèi)情況詳細(xì)，用戶查詢方便4。遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則：(1)數(shù)據(jù)傳輸可靠性高：保證耗能計(jì)量的數(shù)據(jù)可靠地傳輸給上位機(jī)管理

30、系統(tǒng)，在傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)不丟失；(2)性價(jià)比高：在保證數(shù)據(jù)傳輸可靠的同時(shí)要考慮價(jià)格，增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；(3)維護(hù)方便：在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量減少集中器的功能，讓水表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、信息存儲(chǔ)等工作；集中器負(fù)責(zé)和水表、上位機(jī)的通信，這樣減小了危險(xiǎn)集中，同時(shí)維護(hù)方便;(4)易于系統(tǒng)功能擴(kuò)展：根據(jù)具體情況的要求，對(duì)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能進(jìn)行擴(kuò)展，例如：擴(kuò)展成瀏覽器N 務(wù)器模式，使用戶通過(guò)因特網(wǎng)方便的進(jìn)行在線查詢；還可以增加能源管理專家系統(tǒng)，對(duì)用戶的耗能計(jì)量表的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)3計(jì)、分析.2.22.2 遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu) 本文所設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由上位機(jī)管理系統(tǒng)、集中器和

31、智能網(wǎng)絡(luò)水表 等三級(jí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。它的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示：圖 2-1 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖.1 智能網(wǎng)絡(luò)水表智能網(wǎng)絡(luò)水表. .智能網(wǎng)絡(luò)水表的工作原理是在普通轉(zhuǎn)盤(pán)計(jì)數(shù)的水表中加裝干簧管和永磁鐵. 雙干簧管固定安裝在計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤(pán)上方附近 ,永磁鐵安裝在計(jì)數(shù)盤(pán)( 本設(shè)計(jì) 0 . 01 m3) 位上 , 計(jì)數(shù)盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈 , 永磁鐵經(jīng)過(guò)雙干簧管各一次 , 在信號(hào)端產(chǎn)生兩個(gè)計(jì)量脈沖. 當(dāng)接收到有效計(jì)脈沖時(shí) , 單片機(jī)由休眠模式轉(zhuǎn)為工作模式 , 由微處理器執(zhí)行相應(yīng)的計(jì)費(fèi)程序. 其硬件主要包括 : 微處理器 、脈沖采集電路 、液晶顯示電路 、閥門(mén)控制電路 、通信接口電路等.遠(yuǎn)程集中數(shù)

32、據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則：(1)數(shù)據(jù)傳輸可靠性高：保證耗能計(jì)量的數(shù)據(jù)可靠地傳輸給上位機(jī)管理系統(tǒng)，在傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)不丟失；4(2)性價(jià)比高：在保證數(shù)據(jù)傳輸可靠的同時(shí)要考慮價(jià)格，增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；(3)維護(hù)方便：在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量減少集中器的功能，讓水表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、信息存儲(chǔ)等工作；集中器負(fù)責(zé)和水表、上位機(jī)的通信，這樣減小了危險(xiǎn)集中，同時(shí)維護(hù)方便：(4)易于系統(tǒng)功能擴(kuò)展：根據(jù)具體情況的要求，對(duì)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能進(jìn)行擴(kuò)展，例如：擴(kuò)展成瀏覽器N 務(wù)器模式，使用戶通過(guò)因特網(wǎng)方便的進(jìn)行在線查詢；還可以增加能源管理專家系統(tǒng)，對(duì)用戶的耗能計(jì)量表的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析。.2 脈沖采集電路脈

33、沖采集電路本設(shè)計(jì)使用了雙干簧管傳感器 ,即當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)干簧管吸合時(shí) , 先記錄下來(lái) , 再檢測(cè)另一個(gè)干簧管 ,只有檢測(cè)到另一個(gè)干簧管吸合后才認(rèn)為信號(hào)有效. 接線圖如圖 1 所示.圖 1 雙干簧管與 M SP430 F413 的接線圖.3液晶顯示電路及顯示器液晶顯示電路及顯示器M SP430 F413 單片機(jī)內(nèi)置一個(gè) 24 4 段的液晶顯示驅(qū)動(dòng)器 2 . 本設(shè)計(jì)中選用的液晶顯示器是定制生產(chǎn)的字符式液晶顯示器 , 其視屏尺寸是 65 mm 40 mm ,漢字?jǐn)?shù)字協(xié)調(diào)美觀.液晶顯示電路及顯示器如圖 2 所示.液晶顯示器作為水表的輸出接口 ,除了顯示電磁閥門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、 表內(nèi)剩余金額

34、 ( 當(dāng)余額顯示為負(fù)時(shí)表示水表處于透支狀態(tài) ) 、 累積用水量、 電池狀態(tài)、 本月累積用水量、 分段 ( 階梯水價(jià)時(shí) ,每種水價(jià)水量的噸限 )顯示、 單價(jià) ( 當(dāng)前水價(jià) )顯示、 當(dāng)前日期及當(dāng)前時(shí)間之外 ,還具有提醒用戶及時(shí)充值的信息及顯示錯(cuò)誤信息的功能. 如 : 表示強(qiáng)磁干擾 , ( 注 : 閥門(mén)會(huì)關(guān)閉 ) ; 表示欠壓狀態(tài).圖 2 液晶顯示電路及顯示器.4 閥門(mén)控制電路閥門(mén)控制電路 本設(shè)計(jì)采用小功率電機(jī)通過(guò)減速 ,直接驅(qū)動(dòng)球閥開(kāi)閉. 其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單 ,水阻小. 缺點(diǎn)是球閥的球環(huán)加工精度要求高 ,使用一段時(shí)間后由于水垢或微顆粒等使轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增大 ,設(shè)計(jì)中采用每月定時(shí)開(kāi)關(guān)

35、閥門(mén)幾次來(lái)解決這一問(wèn)題 3 。閥門(mén)控制電路如圖 3 所示.圖 3 閥門(mén)控制電路.5 通信接口通信接口智能網(wǎng)絡(luò)水表采用專用協(xié)議與集中器進(jìn)行通信 ,集中器通過(guò) MODEM 與上位機(jī)相連. R S -485 相對(duì)于 R S - 232 成本低 , 驅(qū)動(dòng)器和接收器價(jià)格便宜 ,并且只需要單一的一個(gè) + 5 V ( 或者更低 ) 的電源來(lái)產(chǎn)生差動(dòng)輸出需要的 1 . 75 V 的壓差. 通信接口如圖 4 所示.圖 4RS - 485 和 MSP430F413 芯片串行通信電路圖2.32.3 集中器設(shè)計(jì)集中器設(shè)計(jì)在遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,集中器起著數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)和總線隔離的作用,負(fù)責(zé)上位機(jī)和網(wǎng)絡(luò)水表

36、的聯(lián)系.其主要功能有兩項(xiàng):一是完成與水表的通信,根據(jù)系統(tǒng)下達(dá)的指令抄收水表的數(shù)據(jù)或檢測(cè)狀態(tài),可以定時(shí)抄收也可以實(shí)時(shí)抄收;二是根據(jù)系統(tǒng)要求完成與上位機(jī)的通信,將水表的數(shù)據(jù)信息或狀態(tài)信息傳輸給上位機(jī)管理系統(tǒng).根據(jù)系統(tǒng)需求,集中器主單片機(jī)采用 Microchip 公司的 PIC16F84 芯片,8其內(nèi)部帶有 64 字節(jié)的 EEPROM,用來(lái)儲(chǔ)存水表的工作參數(shù),如用水量、狀態(tài)、地址編碼等.這些數(shù)據(jù)在水表工作期間可能不斷變化,而又要求系統(tǒng)斷電之后不能丟失,在系統(tǒng)下次加電工作時(shí)自動(dòng)恢復(fù)原先的數(shù)據(jù)4.現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試一般用到安裝了專用測(cè)試軟件的便攜機(jī).便攜機(jī)接口協(xié)議為 RS-232,因此集中器電路設(shè)中需預(yù)留一個(gè) R

37、S-232 接口,采用 MAX232 芯片.集中器硬件設(shè)由主控芯片 P I C16 F84、上行通信接口電路、下行通信接口電路、電源電路等幾部分組成.集中器硬件電路如圖 5 所示.圖( a)9 圖( b)圖 5 集中器硬件電路1 )上行通信接口電路 : 集中器通過(guò)上行通信接口電路和調(diào)制解調(diào)器 MOD E M 相連 ,然后再通過(guò)電話網(wǎng)和上位機(jī)管理系統(tǒng)進(jìn)行通信 , 如圖 5( a)所示.2 )下行通信接口電路 : 用來(lái)和智能網(wǎng)絡(luò)水表進(jìn)行通信 ,采用 R S - 485 總線傳輸方式 , 如圖 5( b)所示. 使用 MAX485 芯片和智能網(wǎng)絡(luò)水表進(jìn)行通信..1 集中器集中器 集中

38、器起著數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)和總線隔離的作用，它負(fù)責(zé)上位機(jī)和網(wǎng)絡(luò)水表的聯(lián)系。它的 主要任務(wù)有兩項(xiàng)：一是完成和水表的通信，根據(jù)系統(tǒng)的要求接收某個(gè)水表的數(shù)據(jù)；二 是根據(jù)系統(tǒng)要求完成和上位機(jī)的通信，將水表的數(shù)據(jù)信息傳輸給上位機(jī)管理系統(tǒng)。 10集中器的軟件設(shè)計(jì)主要包括集中器主程序的設(shè)計(jì) 、 集中器接受命令子程序的設(shè)計(jì) 、 集中器向采集器發(fā)命令子程序軟件的設(shè)計(jì) 、 集中器向 P C 機(jī)應(yīng)答子程序的設(shè)計(jì). 集中器主程序 5 流程圖如圖 6 所示.圖 6 集中器主程序流程圖 1.上位機(jī)與集中器之間通信協(xié)議的幀格式上位機(jī)與集中器之間通信協(xié)議的幀格式有命令幀格式和應(yīng)答幀格式. 通信協(xié)議的幀格式由幀頭 、 類型碼 、 地址碼

39、、 數(shù)據(jù)碼 、 校驗(yàn)碼和幀尾組成 ,其定義如表 1 所示. 各個(gè)部分的具體含義解釋如下 :11表 1 通訊協(xié)議幀格式幀頭 類型碼 地址碼 數(shù)據(jù)碼 校驗(yàn)碼 幀尾 1 B yt e 1 B yt e 8 B yt e 210 B yt e 1 B yt e 1 B yt e2.幀頭 : 一幀的起始字節(jié) , 代表一個(gè)新幀的開(kāi)始 1 個(gè)字節(jié) , 命令幀固定為 1 AH , 應(yīng)答幀固定為 I CH .2 ) 類型碼 : 1 個(gè)字節(jié) , 命令幀類型碼用來(lái)規(guī)定上位機(jī)管理系統(tǒng)下達(dá)指令的具體內(nèi)容 6 ,不同的內(nèi)容對(duì)應(yīng)不同的類型碼. 集中器執(zhí)行相應(yīng)指令后上傳相應(yīng)的應(yīng)答幀類型碼 ,不同的內(nèi)容對(duì)應(yīng)不同的類型碼 , 命

40、令幀和應(yīng)答幀類型碼如表 2 所示.3 ) 地址碼 : 8 個(gè)字節(jié) , 本地址碼依次為集中器號(hào) ( 4 個(gè)字節(jié) ) , 智能網(wǎng)絡(luò)水表號(hào) ( 4 個(gè)字節(jié) ) .規(guī)定前 4 個(gè)字節(jié)全 F 代表所有集中器 ,后 4 個(gè)字節(jié)全 F 代表所有智能網(wǎng)絡(luò)水表.4 )數(shù)據(jù)碼 : 2 10 個(gè)字節(jié) , 包括設(shè)置集中器和水表的號(hào)碼 、 設(shè)置集中器的密碼 、 設(shè)置的時(shí)間 、水表的狀態(tài) 、 水表上傳的數(shù)據(jù)等.5 )校驗(yàn)碼 : 1 個(gè)字節(jié) , 本設(shè)計(jì)采用累加和校驗(yàn) ,對(duì)幀頭、 類型碼、 地址碼和數(shù)據(jù)域進(jìn)行字節(jié)累加 ,結(jié)果取 1 個(gè)字節(jié). 集中器接收到指令后 ,對(duì)指令的相應(yīng)字節(jié)進(jìn)行累加 ,然后再與校驗(yàn)字相比較.6 )幀尾

41、: 表示一幀的結(jié)束字節(jié) , 命令幀固定為 I BH; 應(yīng)答幀固定為 I DH .命令幀類型碼 類型碼內(nèi)容 應(yīng)答幀類型碼C1H 校時(shí)功能 ( 非廣播指令 ) D1HC2H 抄收水表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) D2HC3H 凍結(jié)水表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) D3HC4H 抄收集中器數(shù)據(jù) D4HC5H 查看水表狀態(tài) D5H12C6H 修改水表狀態(tài) D6HC7H 修改水表初值 D7H 3. 總線直讀式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):本設(shè)計(jì)采用總線直讀式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中典型的聯(lián)網(wǎng)管理方式 , 如圖 7 所示. 即采集器到集中器的連接方式和局域網(wǎng)管理方式. 將若干集中器集中起來(lái)連結(jié)到廣域網(wǎng)接入器 , 再通過(guò)電話線與異地或遠(yuǎn)距離的 PC 機(jī)進(jìn)行通信. 1 臺(tái)計(jì)算機(jī)最多

42、可以管理 128 個(gè)集中器 , 1 個(gè)集中器可以管理255 個(gè)采集器. 這樣系統(tǒng)更簡(jiǎn)單 、 成本更低.圖 7 局域網(wǎng)管理方式132.42.4 上位機(jī)管理系統(tǒng)上位機(jī)管理系統(tǒng) 1.上位機(jī)管理系統(tǒng)實(shí)際上就是一套以數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的軟件管理系統(tǒng)，由一臺(tái)計(jì)算機(jī)、上位機(jī)管理軟件和一個(gè)調(diào)制解調(diào)器(MODEM)構(gòu)成，利用撥號(hào)通信完成集中數(shù)據(jù)采集。上位機(jī)管理軟件包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊、水費(fèi)水量模塊、小區(qū)管理模塊、用戶管理 模塊、遠(yuǎn)程通信模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊等,系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊等,管理人員可以通過(guò)操 作實(shí)現(xiàn)以下的一些功能： (1)錄入用戶資料，統(tǒng)計(jì)用戶用水量和交費(fèi)情況； (2)定時(shí)或隨時(shí)抄收集中器的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理

43、； (3)查詢智能網(wǎng)絡(luò)水表的運(yùn)行情況，觀察用戶水表的運(yùn)行狀態(tài)。 此外，上位機(jī)管理系統(tǒng)還可以和銀行聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成四級(jí)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)將表計(jì)數(shù)據(jù)傳輸給銀行，由銀行從用戶在該行的存款賬戶上扣費(fèi)。上位機(jī)管理系統(tǒng)和集中器是一對(duì)多的關(guān)系，管理的集中器數(shù)量受到管理中心采用的計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)空間、采用的通信方式等方面的限制。主站是遠(yuǎn)程集中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心 ,處于系統(tǒng)的最高層次. 在集中器 、 網(wǎng)絡(luò)水表協(xié)助下通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口負(fù)責(zé)完成設(shè)備管理 、 用戶管理 、水量的抄收以及報(bào)表打印等功能 ,遠(yuǎn)傳水表管理系統(tǒng) 7 . 根據(jù) S QL Seve r 的數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)和自動(dòng)數(shù)據(jù)采集管理軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容 ,得出如圖 8 所示的

44、 A u t o m e t e r 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖.圖 8 A u t o me t e r 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖142.水表遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上位機(jī)管理軟件系統(tǒng)的功能主要有 :l )自動(dòng)數(shù)據(jù)采集 : 能夠?qū)崟r(shí) 、 定時(shí) 、 自動(dòng)地抄錄前端水表的讀數(shù) , 隨時(shí)了解住戶的使用情況 , 便于計(jì)量和收費(fèi)的自動(dòng)管理.2 )預(yù)置參數(shù)和通訊測(cè)試 : 能夠?qū)δ骋粔K智能表預(yù)先設(shè)置參數(shù) , 如水表讀數(shù) 、 狀態(tài) 、 編號(hào)等 , 也能夠?qū)λ械乃眍A(yù)先設(shè)置讀數(shù)值 ; 能夠自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)計(jì)算機(jī)與前端任何一個(gè)住戶采集器之間的通訊是否正常.3 )住戶信息管理 : 能夠查詢所有住戶的信息 ,能夠?qū)ο鄳?yīng)的住戶信息進(jìn)行添加 、 修改 、 刪

45、除 、 統(tǒng)計(jì)等操作.4 )收費(fèi)信息管理 : 能夠查詢所有住戶的用水信息 ,包括住戶的歷史用水量 、 當(dāng)月用水量 ,價(jià)格可以設(shè)置為一定價(jià) , 或者階梯水價(jià) , 并自動(dòng)計(jì)算出應(yīng)繳水費(fèi) ,同時(shí)記錄交費(fèi)信息 , 還能夠?qū)ο鄳?yīng)的收費(fèi)信息進(jìn)行添加 、 修改 、 刪除等.5 )自動(dòng)報(bào)表生成 : 能夠根據(jù)住戶當(dāng)月用水情況 ,自動(dòng)生成住戶當(dāng)月報(bào)表 ,并打印相關(guān)單據(jù).6 )系統(tǒng)用戶分級(jí)管理 : 對(duì)軟件系統(tǒng)的用戶實(shí)行分級(jí)管理 ,分別賦予 3 種不同權(quán)限. 即一般用戶只有查詢信息的權(quán)限 ,一般管理員除了查詢信息的權(quán)限外還有部分?jǐn)?shù)據(jù)采集管理和通信管理的權(quán)限. 只有系統(tǒng)管理員才具有系統(tǒng)管理 、 信息管理 、數(shù)據(jù)采集管理和

46、通信管理等全部權(quán)限列出實(shí)現(xiàn)增加一個(gè)用戶時(shí)的主要代碼.Up da t e D a t a ( T RU E) ; / / 更新變量i f (m _p a ss wo r dadd_na me = = “” “” ) / / 用戶名為空 ?A f x Me ss age Box ( ” 用戶名不能為空 ! ” ) ;Re t u r n;Cfil e cf ;i f ( ! cf . Op en ( “D: VC + + A u t o me t e r p a ss wo r d . da t” ,CF il e: :mode Read W rit e) ) / / 以可讀寫(xiě)方式打開(kāi) p a s

47、s wo r d . l a t 文件M e ss age Box ( ” Can t Op en t hefil e! “)15Re t u r n;cha r B r ead; / / 以下檢查用戶名是否重復(fù)i n t j = cf . Ge t L engt h ( ) ; / / 獲得文件長(zhǎng)度r ead = ne w cha r j + l : / / 定義讀出緩沖區(qū)長(zhǎng)度i n t k = cf . Read ( r ead, Strl en ( r ead) ) ; / / 讀出數(shù)據(jù)C stri ng sr ead = r ead;I n t n i ndex = sr ead .

48、F i nd (m _p a ss wo r dadd_na me) ;i f ( n i ndex! = - l )A f x Me ss age Box ( “ 該用戶姓名己經(jīng)登記 ! ” ) ;de l e t e r ead;r e t u r n;sr ead = m _p a ss wo r dadd_na me + “, ” + m _p a ss wo r dadd _pwd8 1 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/+ “, ”+ m _p a ss wo r dadd_c ls + “; ” + “ n” ; 用戶名未登記 ,可以存入cha r add 50 ;s p ri n t f ( add, “% s” , sr ead) ;cf . SeekT oEnd ( ) ;cf . W rit e ( add, strl en ( add) ) ; / / 存入de l e t e r ead:Me ss age Box ( “ 添加登錄者操作