基于lonworks总线技术的集中抄表系统的设计new

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1、维普资讯http://www.cqvip.comMicrocomputerApplicationsVo1．20．No．1。2004开发应用微型电脑应用2004年第2O卷第1期基于LonWorks总线技术的集中抄表系统的设计韩弥刘为摘要本文针对现有的集中抄表系统所存在的不足。二、系统总体结构提出了一种基于Lonworks现场总线技术的集中抄表系统的设计方案和实现方法。并对其可行性进行了分析。系统的总体结构如图1所示，主要包扩电表与采集终端关键词集中抄表系统Lonworks总线Neuron神经接口模块(即采集模块)、

2、采集终端、集中器、信道、路由器及管元芯片Lontalk协议理中心主机等。一、概述随着我国经济的迅速发展。居民用电的消费量急剧上升。而分时计费制的采用和人工抄表的成本不断增长都对传统的人工抄表提出了挑战；同时，数据采集完全依赖人工完成的传统方法也与当今高效率的管理方式格格不入。成为制约电力企业发展的重要障碍。远程集抄系统即是在此基础上诞生的，圜匦圈它是由主站通过传输媒体将多个用户表的记录值的信息集中J墼Il．抄读的管理系统，是从人工逐户查表、收费向科学管理发展的园圆方向。该系统主要由采集用户表信息的采集终端、集中器

3、、信道和主站等设备组成。集中器数据可用手持终端在现场抄读图1集中抄表系统的总体结构图或通过信道远距离传送到主站计算机。目前集抄系统在我国1．各种电表加装采集模块后可直接连至采集终端，由采已有所开发与应用。但是还存在着许多不足之处：集终端完成电量采集工作。再将采集到的数据发往集中器。而1．通道选择单一性：集中器将按主机的命令对采集终端进行初始化和数据采集。由于技术限制，所有的集抄系统都无法实现多通道无缝并通过电话线将数据远距里传送到了主机上。也可以由手持连接的信息传送，普遍采用用户载波+电话或光缆至主管部终端进行现

4、场抄读数据门。对不同地域、不同需求的用户适应性较差。2．路由器用于连接两个不同通信介质信道之间的2．信息格式非标准化LonTalk信息。起到了扩展通道的容量、连接不同的通信介质由于国内并没有制定相应的标准，所以各个单位在研制和波特率、提高LON网络的可靠性与网络性能等作用，它的时对在通道上传输的信息格式都是自行定义。也不提供给用使用使L0N总线突破传统的现场总线的限制——不受通信户，使信息不能共享。介质、通信距离、通信速率的限制。还能实现与Internet的互3．系统结构封闭性联。从而使用户直接通过]nterne

5、t网就可对系通设备进行监控整个系统都是单一为抄表服务，无法与其它系统相通，更与操作。不必说与lNTERNET相连了。3．中心主机中的网络管理工具Lonmaker及LNSDDE软美国Echelon公司于1991年提出了LonWorks网络技术件用以实现网络管理：为网络上的节点分配地址，将节点的网是一种完整的、全开放的、可互操作的、成熟的和低成本的分络变量和显示报文连接起来；对正常运行后的网络进行维护；布式控制网络技术，它支持多种拓扑结构(如总线型、星型、环并能监视所有节点的网络变量和显示报文的变化情况，对数型和混合

6、型等)及多种传输介质(如双绞线、电力线、无线电据作进一步的分析和管理。波、红外线、光纤、同轴电缆和电源线等)，从而得到了广泛的应用本文介绍的集中抄表系统就是基于Lonworks总线技术三、主要硬件部分设计构建的韩弥上海交通大学电子信息及电气工程学院电气工程系硕士研究生上海200240刘为上海交通大学电子信息及电气工程学院电气工程系硕士生导师上海200240·45·维普资讯http://www.cqvip.comMicrocomputerApplicationsVo1．20，No．1，2004开发应用微型电脑应用2

7、004年第20卷第1期1．采集摸块集中器节点实际上为一双绞线节点，硬件结构与双绞线电量采集是抄表系统方案当中至关重要的一个环节，本采集终端节点的硬件结构基本一致，包括Neuron芯片与FTT，系统选用脉冲输出的电能计量集成电路AD7755作为电量采一1O双绞线收发器，如有手持终端，只需增加与手持终端之集电路中的核心元件。AD7755的模拟输人结构具有宽动态间信息收发的逻辑电路即可。而路由器则用于不同速率的双范围，且电流通道中的PGA能进一步简化了传感器接口，使绞线介质之间或双绞线与电力线介质之间进行信息的转发，之

8、可以与传感器直接相连。电流通道中的HPF可以滤掉电流硬件结构由Neuron芯片及与之相连的通信介质的收发器构信号中的直流分量，从而消除了由于电压或电流失调所造成成。的有功功率计算上的误差。信号处理过程如图2所示，两个16位二阶一△模数转换四、主要软件部分设计器ADC对来自电流和电压传感器的电压信号进行数字化，采样速率为900KHz。电流和电压信号的乘积就是瞬时功率信Neu