基于ARM的遠程電表抄表系統(tǒng)集中器

　　目前很多偏僻的地方和部分城市抄電表還是人工的方式，費時費力，也有很多地區(qū)通過蓋章升級已經(jīng)實現(xiàn)了集中抄表。遠程電表抄表系統(tǒng)主要包括電表、采集器、集中器、主站管理中心。

　　遠程電表抄表系統(tǒng)框架

　　目前遠程電表抄表系統(tǒng)主要包括電表、采集器、集中器、主站管理中心。如圖 1所示。采集器通過總線方式(多為485總線)收集電表信息，然后再通過總線將信息傳輸?shù)郊衅魃?，集中器可通過以太網(wǎng)或者公網(wǎng)無線方式和主站管理中線通信。系統(tǒng)中采集器和集中器容易產(chǎn)生混淆。

　　電表主要是用來測量電能的;采集器主要有三個功能：采集電表數(shù)據(jù)(如峰、谷、平不同時段的數(shù)據(jù))、保存、通過電力載波響應集中器的命令上傳數(shù)據(jù)或向電表下傳執(zhí)行命令(如電表有可以切斷用戶用電的功能)。集中器主要將收集的信息進行存儲處理并且和主站管理中心通信。

　　圖 1 遠程電表抄表系統(tǒng)框架

　　集中器設計

　　集中器通常一個變臺區(qū)一個，裝在變壓器附近，如配電室。工作的環(huán)境較惡劣，這對集中器硬件的可靠性和穩(wěn)定性有一定要求，要符合工業(yè)級要求。另外集中器需要和采集器和主站管理中心通信，所以其主控需要支持豐富的接口，對集中器的要求如下：

　　l以太網(wǎng)，用于集中器與主站管理中心有線通信。

　　lGPRS，用于集中器與主站管理中心無線通信。

　　lRS-485、CAN總線，實現(xiàn)集中器與采集器通信。

　　l按鍵，用于對集中器進行人工選擇和設置。

　　lDebug(RS-232)接口，用于對集中器調(diào)試。

　　l本地抄表具備2路(可擴展至3路)RS485。

　　圖 2 M28X-T功能框架

　　集中器除了可以設計成485總線集中器通信，還可以設計成CAN總線。

　　CAN總線與RS-485總線以1Mbit/S的高速率傳輸?shù)木嚯x都不超過100M，可謂高速上的距離差不多。但是在低速時CAN以5Kbit/S時，距離可達10Km，而RS-485在低的速率也只能到1219m左右。可見CAN在長距離的傳輸上擁有絕對的優(yōu)勢。CAN總線是多主從結(jié)構(gòu)，每個節(jié)點都有CAN控制器，多個節(jié)點發(fā)送時，以發(fā)送的ID號自動進行仲裁，這樣可以實現(xiàn)總線數(shù)據(jù)不錯亂，而且一個節(jié)點發(fā)完。另一個節(jié)點可探測到總線空閑，馬上發(fā)送，省了主機的詢問，提高了總線速率，增強了快速性。RS-485只規(guī)定了物理層，沒有數(shù)據(jù)鏈路層，對錯誤無法識別，除非一些短路等物理錯誤。這樣容易造成一個節(jié)點破壞，一直向總線發(fā)數(shù)據(jù)，造成整個總線癱瘓。所以RS-485一旦壞一個節(jié)點，這個總線網(wǎng)絡就會癱瘓。CAN總線有CAN控制器，可以對總線任何錯誤進行檢測，CAN節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動關(guān)閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響，CAN總線在網(wǎng)絡各節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信實時性強。

　　M28X-T系列核心板是基于 Freescalei.MX28( ARM926EJ-S™)系列芯片為核心的嵌入式工控核心板，針對工業(yè)及消費電子、汽車行業(yè)推出的高性能、低功耗處理器，包含了豐富的外設資源供開發(fā)。如所示。

　　圖 3 M28X-T核心板

　　其資源如下：

　　CPU： Freescale i.MX283/ i.MX287;

　　運行頻率： 454MHz;

　　支持 64/128M DDR2;

　　支持 64/128MB NAND FLASH;

　　支持獨立硬件看門狗;

　　支持多種文件系統(tǒng)，支持 SD/MMC 卡、 U 盤讀寫;

　　支持 1 路 USB2.0 HOST、 1 路 USB2.0 OTG;

　　支持 2 路 10M/100M 以太網(wǎng)接口，支持交換機功能;

　　支持多達 6 路串口、 2 路 CAN;

　　支持 1 路 SD Card 接口， 1 路 SDIO;

　　1 路 I²C、 1 路 SPI、 1 路 I²S 及 4 路 12 位 ADC;

　　支持 JTAG 調(diào)試接口;

　　采用 6 層 PCB 工藝;

　　所有元器件均符合工業(yè)級-40℃~+85℃要求。