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基于ARM的远程电表抄表系统集中器

来源:ZLG致远电子 作者:厂商供稿2017年04月06日 18:43

目前很多偏僻的地方和部分城市抄电表还是人工的方式,费时费力,也有很多地区通过盖章升级已经实现了集中抄表。远程电表抄表系统主要包括电表、采集器、集中器、主站管理中心。

远程电表抄表系统框架

目前远程电表抄表系统主要包括电表、采集器、集中器、主站管理中心。如图 1所示。采集器通过总线方式(多为485总线)收集电表信息,然后再通过总线将信息传输到集中器上,集中器可通过以太网或者公网无线方式和主站管理中线通信。系统中采集器和集中器容易产生混淆。

电表主要是用来测量电能的;采集器主要有三个功能:采集电表数据(如峰、谷、平不同时段的数据)、保存、通过电力载波响应集中器的命令上传数据或向电表下传执行命令(如电表有可以切断用户用电的功能)。集中器主要将收集的信息进行存储处理并且和主站管理中心通信。

图 1 远程电表抄表系统框架

集中器设计

集中器通常一个变台区一个,装在变压器附近,如配电室。工作的环境较恶劣,这对集中器硬件的可靠性和稳定性有一定要求,要符合工业级要求。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丰富的接口,对集中器的要求如下:

· 以太网,用于集中器与主站管理中心有线通信。

· GPRS,用于集中器与主站管理中心无线通信。

· RS-485、CAN总线,实现集中器与采集器通信。

· 按键,用于对集中器进行人工选择和设置。

· Debug(RS-232)接口,用于对集中器调试。

· 本地抄表具备2路(可扩展至3路)RS485。

图 2 M28X-T功能框架

集中器除了可以设计成485总线集中器通信,还可以设计成CAN总线。

CAN总线与RS-485总线以1Mbit/S的高速率传输的距离都不超过100M,可谓高速上的距离差不多。但是在低速时CAN以5Kbit/S时,距离可达10Km,而RS-485在低的速率也只能到1219m左右。可见CAN在长距离的传输上拥有绝对的优势。CAN总线是多主从结构,每个节点都有CAN控制器,多个节点发送时,以发送的ID号自动进行仲裁,这样可以实现总线数据不错乱,而且一个节点发完。另一个节点可探测到总线空闲,马上发送,省了主机的询问,提高了总线速率,增强了快速性。RS-485只规定了物理层,没有数据链路层,对错误无法识别,除非一些短路等物理错误。这样容易造成一个节点破坏,一直向总线发数据,造成整个总线瘫痪。所以RS-485一旦坏一个节点,这个总线网络就会瘫痪。CAN总线有CAN控制器,可以对总线任何错误进行检测,CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响,CAN总线在网络各节点之间的数据通信实时性强。

M28X-T系列核心板是基于 Freescalei.MX28( ARM926EJ-S™)系列芯片为核心的嵌入式工控核心板,针对工业及消费电子、汽车行业推出的高性能、低功耗处理器,包含了丰富的外设资源供开发。如所示。

图 3 M28X-T核心板

其资源如下:

· CPU: Freescale i.MX283/ i.MX287;

· 运行频率: 454MHz;

· 支持 64/128M DDR2;

· 支持 64/128MB NAND FLASH;

· 支持独立硬件看门狗;

· 支持多种文件系统,支持 SD/MMC 卡、 U 盘读写;

· 支持 1 路 USB2.0 HOST、 1 路 USB2.0 OTG;

· 支持 2 路 10M/100M 以太网接口,支持交换机功能;

· 支持多达 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 调试接口;

· 采用 6 层 PCB 工艺;

· 所有元器件均符合工业级-40℃~+85℃要求。

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