基于LonWorks的家用远程抄表系统

北方工业大学现场总线技术报告题目：基于LonWorks的家用远程抄表系统专业：控制工程班级：姓名：杨峰学号：20143311101152015年4月24日基于LonWorks的家用远程抄表系统目前，由于科技迅速发展，人民生活要求的提高，建筑智能化日益盛行，要求小区安防、家电控制、三表抄送等实现智能化。本文重点研究智能三表(水、电、煤气)远程抄送系统。基于计算机技术、网络通信技术、自动控制及微电子技术将小区内用户分散的水、电、煤气表数据采集到集中器，由物业中心计算机进行集中管理，通过通讯服务器、电话线远传至公用事业中心统一结算管理。同时，介绍了智能远程抄表系统发展方向，采用Lonworks现场总线技术将智能抄表、家电自动控制、小区安防等集成，正真实现建筑智能化满足人民群众日益增长的物质生活需要。抄表系统主要包括表头、家庭智能终端和管理中心三部分，总体结构以家庭智能终端为网络节点，与数字化智能表相配合，实现水、电、煤气的信息集中采集和管理，从而对家庭各类耗能表进行计量、远传，实现远程抄表、统计、收费、报警、控制等功能。该系统中将每一住户设计为一个LonWorks智能节点(即家庭智能终端)，负责采集用户所用的电、水及煤气量，这些信息会送到管理中心的监控计算机。设计采用数字化脉冲的电表、水表和煤气表，以实现三表数据的现场自动采集。家庭智能控制器采集各表发出的脉冲后，转换成真实的三表数据，存于E2PROM中。当物业管理中心监控管理计算机进行查询时，家庭智能控制器通过LON网络把数据传送到监控管理计算机。LonWorks自动抄表节点与系统:LonWorks的测控单元使用以Neuron芯片为核心的一块LonWorks主控制模块。主控制模块包括收发器、地址译码电路、复位电路、晶振电路及E2PROM等。主控制模块通过LonTalk协议的数据传输，并对事件的调度完成网络报文处理、用户定义的各种计算及I／O事件处理等功能。LonWorks节点的示意图如图1所示。其中主控制模块用于通信和控制；微控制器89C51实现对输入／输出数据的处理及驱动功能，脉冲输入信号的计数，完成与主控制模块的数据传输。主控制模块中的收发器负责将节点连入网络。在抄表模块中，可以采用FFT-IO收发器(图2)，适用于双绞线介质；或采用PLT22收发器(图3)，适用于电力线通信介质。抄表模块实时采集各个脉冲表的输出信号，将脉冲数累计存放在抄表模块RAM内，并按设定的分段时间及当前时刻累计到不同的时间段上，实现分时段计数。抄表模块存储器具有掉电保护功能，防止掉电丢失脉冲累加值。数据集中器反复轮询采集各抄表模块中的数据并保存于相应的内存中，并自动过滤非法数据，对通信异常进行相应处理。自动抄表系统数据采集模块多且分散、数据传送实时要求不高，要求每个传送接收的数据不出错。当上位机进行数据采集时，可从集中器保存的数据直接发送给计算机，不需直接从抄表模块读取抄表数据。该抄表模块专门用于水表、电表和煤气表的自动抄录。每个模块抄读24个模拟量的采集，分析其A／D采样值，识别脉冲表的状态，并检测线路的通断状态。LonWorks总线控制模块与89C51的通信采用同步串行I／O方式，使用Neurowire主控方式，即由主控制模块驱动同步时钟输入及片选信号输出，89C51接收同步时钟输入。主控制模块中Neuron芯片的IO8引脚输出同步时钟；IO9引脚为串行数据输出；IO10引脚为串行数据输入；选择IO5引脚为片选信号输出。89C51采用中断方式传输数据，在协议帧中加入校验码，保证通信数据的正确性，如图4所示。结语自动抄表系统由管理中心计算机和自动抄表模块组成两级网络，采用自由拓扑结构，在管理微机上能够查询每户的水表、电表和煤气表的实时读数。还可在管理中心对三表实施开断。随着自动化的迅速发展