基于ARM單片機(jī)的水表智能抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　目前，許多國家的電力工業(yè)機(jī)制都在引入競爭機(jī)制、建立電力市場的電力體制改革，目的在于更合理地配置資源，提高資源利用率，促進(jìn)電力工業(yè)與社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。在我國，隨著改革的深入和電力市場供求狀況的變化，現(xiàn)行的電力體制已難以適應(yīng)社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制的要求。電力工業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，電力體制改革也逐步深入，電力工業(yè)以"公司制改組、商業(yè)化運(yùn)營、法制化管理"為改革目標(biāo)的基本取向。電力工業(yè)管理體制由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變。政府宏觀調(diào)控、企業(yè)自主經(jīng)營、行業(yè)協(xié)會提供服務(wù)，適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)要求和電力生產(chǎn)特點(diǎn)的新型電力工業(yè)管理體制正在逐步建立。

　　自來水表的智能抄表系統(tǒng)框圖如圖1所示。用戶的機(jī)械式水表改裝成智能水表后，連接到裝在樓底下的匯集器上。匯集器每隔一定的時(shí)間（具體時(shí)間可以設(shè)置）對智能水表采集一次數(shù)據(jù)，保存在存儲器里。如果該樓梯的用戶數(shù)大于16個(gè)或連線超過500m時(shí)，需在智能水表與匯集器之間加中繼器，以增加驅(qū)動能力。智能抄表系統(tǒng)中的核心部分是便攜式抄表手機(jī)。它的主要任務(wù)是用自己的指令解釋并運(yùn)行上位機(jī)所編的Foxpro程序；采集匯集器或者智能水表的數(shù)據(jù)，更新數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容；并與上個(gè)月數(shù)據(jù)相比較，計(jì)算出用水量并當(dāng)場打印賬單，由抄表員將各用戶的賬單放到樓梯口的用戶信箱中；通過手機(jī)上的USB接口可以將數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、存檔。

　　目前電力企業(yè)使用的抄表方式主要有三種集抄、人工抄表和抄表機(jī)抄表；集抄指用電用戶較集中如住宅小區(qū)，它采用電子表，每只電表通過數(shù)據(jù)線連接到集控器，集控器自動定時(shí)進(jìn)行抄表，抄完后使用無線發(fā)送到電力企業(yè)接收端，并轉(zhuǎn)入電力營銷系統(tǒng)中進(jìn)行計(jì)費(fèi)，優(yōu)點(diǎn)抄表效率最高，缺點(diǎn)投入成本太高，要求用戶住宅高度集中；人工抄表指抄表工使用本子到每戶的電表進(jìn)行讀數(shù)手抄記數(shù)，然后送到電力公司進(jìn)行手工輸入電力營銷系統(tǒng)中進(jìn)行計(jì)費(fèi)。

　　抄表手機(jī)是連接上位機(jī)與匯集器、智能水表的核心部分。它有鍵盤輸入，可以手動查詢、更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)；大屏幕LCD點(diǎn)陣顯示，良好的人機(jī)對話界面；16MB FLASH RAM,用于存放系統(tǒng)配置文件、程序及數(shù)據(jù)庫文件；2個(gè)RS232接口，一個(gè)USB接口。其中一個(gè)RS232接口連接紅外轉(zhuǎn)發(fā)器，實(shí)現(xiàn)同智能水表、匯集器的有線或紅外通訊，完成對每個(gè)水表的數(shù)據(jù)采集工作，并可通過該接口對匯集器或智能水表進(jìn)行設(shè)置、修改。另一個(gè)RS232接口作為與微型串口打印機(jī)的通訊口。USB接口完成同計(jì)算機(jī)的通訊，可以將抄表手機(jī)中的數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)，也可以接收計(jì)算機(jī)下傳的DBF和PRG文件及其他系統(tǒng)配置文件。

　　2 32位機(jī)S3C44B0X在智能抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　S3C44B0X CPU是SAMSUNG公司推出的基于ARM7TDMI核的精簡指令系統(tǒng)的32位高速處理器。它的工作電壓為3.3V,內(nèi)核ARM7TDMI的工作電壓僅為2.5V,大大降低了芯片的功耗。S3C44B0X帶有：①8個(gè) MEMORY BANKS,用于管理外部存儲器，最大存儲容量達(dá)到256MB.可外擴(kuò)EPROM,SDRAM,FLASH RAM,USB,LCD.每個(gè)Bank支持8/16/32位的數(shù)據(jù)格式，可尋址32MB（除BANK0,其后4MB保留給內(nèi)部寄存器使用）。其中BANK0專用于系統(tǒng)啟動，因此它的存儲器必須是線性尋址并且有記憶功能；BANK6、7專用于SRAM、FP/EDO/SDRAM等；②LCD控制器支持單色、4、16級灰度的LCD模塊；支持4位的單雙行掃描、8位的單行掃描形式的顯示類型；支持的主要顯示點(diǎn)陣為：640×480, 320×240, 160×160等；③兩路UART口，最高波特率為115200baud,支持IrDA 1.0,可用于紅外通訊；④5路PWM調(diào)制輸出，可用于控制蜂鳴器輸出不同聲音，提示系統(tǒng)各類信息；⑤71個(gè)I/O口，包括8個(gè)外部中斷源，可用于鍵盤、LCD背光、照明控制等；⑥8路10位A/D轉(zhuǎn)換器，可用于系統(tǒng)電池檢測；⑦帶日歷功能的系統(tǒng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可用于紀(jì)錄抄表時(shí)間；⑧內(nèi)置的PLL鎖相環(huán)可以設(shè)置系統(tǒng)工作頻率，最高達(dá)73MHz;⑨4種系統(tǒng)工作模式：正常、慢速、閑置和停止模式。根據(jù)需要設(shè)置不同的工作方式，可以降低系統(tǒng)功耗。

　　用S3C44B0X實(shí)現(xiàn)智能抄表手機(jī)功能的硬件連接圖如圖2所示。