基于CAN總線數(shù)據(jù)采集的遠程抄表系統(tǒng)設計
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數(shù)據(jù)采集程序說明
數(shù)據(jù)采集是將電表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈轉(zhuǎn)化為一個周期電脈沖，單片機將此脈沖累加，從而測得電表消費度數(shù)。為了避免停電時造成計數(shù)丟失，造成電力公司損失，每計0.1度電時便將累計數(shù)據(jù)保存于24C02中；根據(jù)電度表量程，保存電表計數(shù)數(shù)據(jù)占用3個字節(jié)，前2個字節(jié)保存整數(shù)部分，后1個保存小數(shù)部分。同時考慮到24C02擦寫壽命，在24C02中開辟240字節(jié)專門用于存儲電表技術(shù)以輪回寫入，防止將數(shù)據(jù)頻繁寫入固定地址而造成損壞。單片機采用定時計數(shù)器中斷進行數(shù)據(jù)采集，以3000r/KWH為例，每轉(zhuǎn)300圈（0.1度）采樣一次并保存，程序如下：
void count0() interrupt 1 using 2
{
//工作在16位計數(shù)定模式,每計數(shù)300個脈沖中斷一次,晶振使用12Mhz
tl0=0xD4;
th0=0xFE;
DOTCOUNT++;// 記錄小數(shù)點后的數(shù)據(jù)，無符號字符型
if(DOTCOUNT>=10){
COUNT++; //記錄整數(shù)部分，無符號整型
DOTCOUNT=0;
}
Write24C02(COUNT, DOTCOUNT,2)；//2-表示保存數(shù)據(jù)為電表度數(shù)（1-用電高峰時間段設置）
//在此自程序中完成不同時間段（不同計價）分類存儲。
}
CAN總線數(shù)據(jù)收發(fā)程序說明
數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)傳輸內(nèi)容較為簡單，發(fā)送出去的數(shù)據(jù)主要包括電表度數(shù)（占5個字節(jié)），接收到的數(shù)據(jù)多為命令（1-4個字節(jié)），而CAN總線每次數(shù)據(jù)可傳輸8個字節(jié)，因此每數(shù)據(jù)傳輸采用1幀即可完成。本設計采用PeliCAN工作模式（29位表示碼），利用查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)，利用外部中斷0接收數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)的發(fā)送由CAN控制器根據(jù)CAN協(xié)議規(guī)范自動完成。首先CPU必須將要發(fā)送的數(shù)據(jù)報文傳送到CAN控制器發(fā)送緩沖器中，并置位命令寄存器中的發(fā)送請求標志，程序流程如圖5所示。
圖5 數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖
數(shù)據(jù)接收采用外部中斷0接收，CAN控制器接收到一幀數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生中斷觸發(fā)信號，CPU立即響應，將收到的報文接收到字節(jié)的接收緩沖器，并置位命令寄存器的釋放緩沖區(qū)標志RRB。單片機根據(jù)接收數(shù)據(jù)進行命令解析，并做出相應執(zhí)行。部分程序代碼如下：
void INT0( ) interrupt 0 using 1
{
BYTE Length; // CAN 數(shù)據(jù)長度代碼
BYTE i; //下標
bit FF //0 :標準 CAN幀 1：擴展幀
CANDR=RBF; //地址指向SJA1000接收緩沖區(qū)
ReceiveMessage[0]=CANDAT; // 讀取并保存你幀報文字節(jié)
FF=ReceiveMessage[0]0x80;
//取出幀格式
Length=ReceiveMessage[0]0x0F;
//取出報文長度
if(Length>0x08) Length=0x08;
ReceiveMessage[1]= CANDAT; //保存報文標識碼1
ReceiveMessage[2]= CANDAT; //保存報文標識碼2
if(FF){
ReceiveMessage[1]= CANDAT; //保存報文標識碼3
ReceiveMessage[2]= CANDAT; //保存報文標識碼4
}
For(i=0;i Length;i++) ReceiveMessage[i+3]= CANDAT; //保存幀數(shù)據(jù)
CANCON=0x04 // 釋放接收緩沖區(qū)
}
數(shù)據(jù)集中器設計方案
數(shù)據(jù)收集器主要起到轉(zhuǎn)發(fā)后臺管理服務器和各節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳輸功能，如圖6所示。CAN總線控制器模塊主要用來向各節(jié)點發(fā)送或接收相關(guān)數(shù)據(jù)，各節(jié)點地址通過程序設置均已被包括在對應報文29位表示碼中，數(shù)據(jù)集中器可以通過廣播或點對點向各用戶節(jié)點發(fā)送命令數(shù)據(jù)。由于用戶節(jié)點比較多，數(shù)據(jù)集中上傳比較多，因此需要較多的數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)保存，然后通過GSM轉(zhuǎn)發(fā)給后臺管理服務器完成遠程數(shù)據(jù)交流，因此采用有512字節(jié)內(nèi)存的單片機STC89C51對CAN控制器和GSM模塊進行控制。單片機控制GSM模塊在Text模式下接收手機短信，短信的收發(fā)是通過向串口以文本模式發(fā)送AT指令來實現(xiàn)的，其編碼轉(zhuǎn)換格式簡單，并有較高的轉(zhuǎn)換速率。
圖6 數(shù)據(jù)集中器示意圖
結(jié)束語
本文主要以電能表為例介紹了遠程抄表系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)發(fā)的設計方案，在此基礎上只要稍加修改就可開發(fā)出不同抄表系統(tǒng)，如預付費電表系統(tǒng)、遠程燃氣抄表系統(tǒng)、遠程水表抄表系統(tǒng)等。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/151842.htm
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