住宅小区自动计费系统设计 - 图文(8)

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2.3.2.2 底层传输线路

底层传输线路即表头到集中器的一段线路，通常使用的装置是单片机。 IBM-PC机和MCS-51单片机是我国目前应用最广泛的两种微型计算机。MCS-51单片机功能强、价格低廉、开发应用方便， 尤其是单片机网络系统的出现，使单片机的应用水平达到了一个新的高度。在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、家用电器等方面都得到了广泛的应用。由于单片机应用系统人机对话和外围设备比较薄弱，没有像磁盘一样永久保存大量信息的存储设备，因此，由多个单片机构成的网络一般都使用IBM-PC机作为上位机，网络结构一般采用总线分布式结构。

标准通信总线又称为外总线，用于控制机和各终端设备，仪器或其他设备间通信，主要分为并行总线和串行总线两种。并行总线数据传输速率高，适用于短距离传输，缺点是与串行总线相比要用较多的导线或电缆，成本较高。而串行总线适合远距离通信，缺点是速率比并行总线满，但成本底。考虑到本抄表系统的通信控制模块与采集模块距离较远，以及现在的单片机在结构、性能和经济上为实现远程串行通信特别是多机系统提供了很好的条件，所以我们决定采用串行通信总线作为本系统的通信方式。

1. 串行通行总线标准接口

标准异步串行通信接口有以下几类:RS-232C，RS-232E；RS-449(RS-422，RS-423，RS-485)；20mA电流环。

所谓标准接口，就是明确定义若干信号线，使接口电路标准化，通用化，借助串行通信标准接口，不同类型的数据通信设备可以很容易的实现它们之间的串行通信连接。

RS-232C是由美国电子工业协会(EIA)正式公布的，在异步串行通信中应用的最广泛的标准总线。它包括了按位串行传输的电器和机械方面的规定。适合于短距离或带调制解调器的通信场合，为了提高数据的传输速度和通信距离，EIA又公布了RS-422，RS-423，RS-485串行总线接口标准。20mA电流环是一种非标准的串行接口电路，但由于它具有简单，对电器噪声不敏感的优点，因而在串行通信领域也得到了广泛使用，但是该总线标准不适用于多站互联，故不选用。为了保证可靠性高的通信要求，在选择接口标准时，必须注意两点：1)通信速度和通信距离。2)抗干扰能力。同时出于本系统的需要还要考虑该接口标准是否适合于多站互联。下面将简要分析

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RS-232总线标准。 2. RS-232C标准接口

目前最常用的串行通信总线接口是EIA于1969年推荐的RS-232C。

RS-232C标准接口的全称是：使用二进制进行交换的数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间的接口。计算机，外设，显示等都属于数据终端设备，而调制解调器则是数据通信设备。常用的连接方式如图2-3所示。

DTE RS-232 DCE 电话线 DCE RS-232C DTE

25线 25线 25线 图 2-3 RS-232C接口电路

RS-232C定义了20根信号线，通常使用25芯的接插件(DB25插头和插座)来实现RS-232C的标准接口的连接。 3. RS-232C的电气特性

表 2-1 RS-232C主要电气特性

不带负载时驱动器输出电平V0 负载电阻Rl范围 负载电容(包括线间电容)Cl <25V(-25～+25V) 3～7KΩ <2500pF 空号(space)或逻辑“0”时驱动器输出电平 +15V～+5V 在负载端 >+3V 传号(mark)或逻辑“1”时驱动器输出电平 -5～-15V 在负载端 输出短路电流 驱动器转换速率 驱动器输出电阻R0 <-3V <0.5A <30V/μS <300Ω(断电条件下) 由于RS-232C是早期(1969年)为了促进公用电话网络进行数据通信而制定的标准，其逻辑电平对地是对称的，与TTL、MOS逻辑电平完全不同。逻辑0电平规定为+5V～+15V之间，逻辑1电平为-5V～-15V 之间，因此RS-232C与TTL电平连接必须经过电平转换。RS-232C由于发送器和接受器之间有公共信号地，不能使用双端信

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号，因而共模噪声会耦合到信号系统中，这是迫使RS-232C使用较高传输电压的原因。即使如此，该标准的信号传输速率也只能达到20Kb/s。而且最大距离仅15m。只有在这种条件下才可能可靠的进行数据传输。上表2-1列出RS-232C的主要电气性能。

2.3.3 信息管理中心

系统的信息管理中心就是通常所指的物业管理中心计算机。物业中心计算机控制各单元的数据集中器，经过某种传输线路把数据传送到小区物业管理的计算机，由能耗管理软件作处理，输出计量结果，实现读表、计费、银行交费的一条龙服务。

整个系统的结构图如下：

信息管理中心 上层传输底层信号集中器1# 底层传输底层信号集中器n# 传输线路现场采集器1# 现场采集器n# 现场采集器1# 现场采集器n# 图2-4 总系统结构

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第3章 系统硬件设计

3.1系统面板设计及功能框图

3.1.1面板设计

在此系统中，每一个单元要设置一个抄表箱，我们在抄表箱上设置了一个面板，方便住宅用户随时查看自己家的用电量和用水量，减少了用户要去管理中心查看的麻烦，增加了实用性。

户 红 绿 电表、水表的计量显示 水表 电表 YES 图3-1 面板

如图 3-1所示，面板中设置了四个按键（分别是水表按键、电表按键、设置按键和确认键）、两个发光二极管（分别发红光、绿光）、七位数码管显示（前两位显示是哪一户，后五位显示电表和水表信息）。

当某一住户需要查询时，首先，按设置键选择所要查询哪一户的信息，按一下则为第一户（即一楼101号），按两下即为第二户（一楼102号），依次类推，按十六下即为第十六户的信息（八楼802号）。当选择好户信息时，按下YES键（确认键）确认，用来显示户的两位数码管显示所选择的户。然后，按水表键或电表键选择需要查询哪一个数据，当按下水表键时，红色的发光二极管亮，当按下电表键时，绿色的发光二极管发光，并且五位数码管显示相应的数据信息。

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3.1.2 系统功能框图

在本系统设计的抄表箱中要对整个单元16户的水表、电表两个脉冲量以及防盗自动报警信号、防火自动报警信号两个开关量进行采集，因此，在采集部分要用的2个8选1的转换开关74LS151。每两个合用作一个16选1的转换开关，对16户的信息进行采集。由于采用的74LS151较多，而每两个74LS151至少要有4个输入输出口，因此，89C51的输入输出口是不够用的，要用一片8255A扩展输入输出口。系统功能框图如图3-2所示。

74LS151 8255A A0 A1 P1.6 P1.7 P0 P2.0 74LS373 28C64 74LS151 8279 数码管 89C51 键盘 P1.0 P1.3 P1.4 P1.5 TXD 74LS 138 MAX232 发光二极管 图 3-2 系统功能框图

本系统要每天每个小时对数据采集一次，并将采集到的数据保存三天。因此，需要存储的数据量比较大，我们外扩了数据存储器28C64，它为8K的E2PROM，具有掉电保护的功能，使得存储的数据不会因为突然断电而丢失。

显示部分我们要用到7位显示，显示的位数比较多，我们采用了可编程的键盘/显示器接口芯片8279。它可以带64个键，8个数码管显示。由于每个数码管需要有位选，我们采用3－8译码器74LS …… 此处隐藏：1317字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……