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住宅小區(qū)自動(dòng)電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的研制
摘要：介紹采用多級(jí)分級(jí)通信模式組成的住宅小區(qū)自動(dòng)電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成和軟件設(shè)計(jì)；重點(diǎn)介紹電能數(shù)據(jù)采集的硬件組成和提高電量計(jì)量精度的方法。關(guān)鍵詞：電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng) 分級(jí)通信 通信中繼器 電能數(shù)據(jù)采集器
長(zhǎng)期以來，供電管理部門對(duì)用戶電量的統(tǒng)計(jì)一直是在人工抄表的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，工作量大，直接影響供電部門的工作效率。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。小區(qū)內(nèi)的住戶數(shù)量較多，甚至成千上尤，因此數(shù)據(jù)采集單元數(shù)目較多，它們與計(jì)算機(jī)之間的通信必須采用多級(jí)分級(jí)通信模式。本文介紹基于分級(jí)通信模式的住宅小區(qū)自動(dòng)電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的實(shí)施方案。
一、系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)采用分級(jí)通信方式，計(jì)算機(jī)和32個(gè)89C51單片機(jī)之間采用RS-485半雙工接口。MAX232實(shí)現(xiàn)將RS-232接口信號(hào)電平轉(zhuǎn)化為TTL電平。MAX483為+5V供電的RS-485接口的差分信號(hào)收發(fā)器，可以將TTL電平轉(zhuǎn)化為RS-485的差分接口信號(hào)形式或進(jìn)行相反方向的轉(zhuǎn)換。每一個(gè)89C51單片機(jī)承擔(dān)計(jì)算機(jī)和32個(gè)數(shù)據(jù)采集器89C52之間通信的中繼任務(wù)。采用不同的口線分別控制89C51與計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器之間的通信。89C51和數(shù)據(jù)采集器89C52之間也采用RS-485半雙工接口，由MAX483實(shí)現(xiàn)兩種信號(hào)格式的轉(zhuǎn)換。89C52單片機(jī)構(gòu)成數(shù)據(jù)采集器，通過T0和T1完成1個(gè)住宅單元2戶脈沖電度表的脈沖量的采集，從而進(jìn)行電度量的換算。RS-485接口支持多級(jí)通信，允許總線上掛接32個(gè)驅(qū)動(dòng)器，因此通過分級(jí)管理，計(jì)算機(jī)可連接32×32=1024個(gè)數(shù)據(jù)采集器，也就是1024×2=2048個(gè)用戶的用電量的采集。如果在中間再增加1級(jí)89C51作為中繼器，可以將用戶數(shù)目擴(kuò)大32倍，滿足一般住宅小區(qū)的實(shí)際應(yīng)用要求。
二、硬件連接電路
1.RS-232與RS-485之間的電路連接
RS-232接口信號(hào)格式轉(zhuǎn)換成RS-485差分接口信號(hào)格式的電路連接如圖2所示；通信中繼器的電路連接如圖3所示。
圖3所示通信中繼器的連接電路中，89C51和計(jì)算機(jī)之間、89C51和數(shù)據(jù)采集之間用1根雙絞線進(jìn)行半雙工通信，分時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收。由于使用1個(gè)串行口進(jìn)行通信，為了避免發(fā)信號(hào)混亂，用P1.6控制1#MAX483的發(fā)數(shù)據(jù)允許位DE；用P1.7控制2#MAX483的發(fā)數(shù)據(jù)允許位DE。接收數(shù)據(jù)總是不同時(shí)進(jìn)行，按先接收計(jì)算機(jī)發(fā)送的地址，再發(fā)送地址給數(shù)據(jù)采集器，最后接收數(shù)據(jù)采集器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)順序進(jìn)行。采用多級(jí)通信方式，數(shù)據(jù)格式為11位，按先后順序分別是：1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、第9位用于識(shí)別發(fā)送或接收的是地址
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