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住宅小區(qū)自動電能計費系統(tǒng)的研制
摘要：介紹采用多級分級通信模式組成的住宅小區(qū)自動電能計費系統(tǒng)的硬件構成和軟件設計；重點介紹電能數(shù)據(jù)采集的硬件組成和提高電量計量精度的方法。關鍵詞：電能計費系統(tǒng) 分級通信 通信中繼器 電能數(shù)據(jù)采集器
長期以來，供電管理部門對用戶電量的統(tǒng)計一直是在人工抄表的基礎上進行的，工作量大，直接影響供電部門的工作效率。隨著計算機技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，自動電能計費系統(tǒng)應運而生。小區(qū)內的住戶數(shù)量較多，甚至成千上尤，因此數(shù)據(jù)采集單元數(shù)目較多，它們與計算機之間的通信必須采用多級分級通信模式。本文介紹基于分級通信模式的住宅小區(qū)自動電能計費系統(tǒng)的實施方案。
一、系統(tǒng)構成
系統(tǒng)的結構如圖1所示。系統(tǒng)采用分級通信方式，計算機和32個89C51單片機之間采用RS-485半雙工接口。MAX232實現(xiàn)將RS-232接口信號電平轉化為TTL電平。MAX483為+5V供電的RS-485接口的差分信號收發(fā)器，可以將TTL電平轉化為RS-485的差分接口信號形式或進行相反方向的轉換。每一個89C51單片機承擔計算機和32個數(shù)據(jù)采集器89C52之間通信的中繼任務。采用不同的口線分別控制89C51與計算機、數(shù)據(jù)采集器之間的通信。89C51和數(shù)據(jù)采集器89C52之間也采用RS-485半雙工接口，由MAX483實現(xiàn)兩種信號格式的轉換。89C52單片機構成數(shù)據(jù)采集器，通過T0和T1完成1個住宅單元2戶脈沖電度表的脈沖量的采集，從而進行電度量的換算。RS-485接口支持多級通信，允許總線上掛接32個驅動器，因此通過分級管理，計算機可連接32×32=1024個數(shù)據(jù)采集器，也就是1024×2=2048個用戶的用電量的采集。如果在中間再增加1級89C51作為中繼器，可以將用戶數(shù)目擴大32倍，滿足一般住宅小區(qū)的實際應用要求。
二、硬件連接電路
1.RS-232與RS-485之間的電路連接
RS-232接口信號格式轉換成RS-485差分接口信號格式的電路連接如圖2所示；通信中繼器的電路連接如圖3所示。
圖3所示通信中繼器的連接電路中，89C51和計算機之間、89C51和數(shù)據(jù)采集之間用1根雙絞線進行半雙工通信，分時實現(xiàn)發(fā)送和接收。由于使用1個串行口進行通信，為了避免發(fā)信號混亂，用P1.6控制1#MAX483的發(fā)數(shù)據(jù)允許位DE；用P1.7控制2#MAX483的發(fā)數(shù)據(jù)允許位DE。接收數(shù)據(jù)總是不同時進行，按先接收計算機發(fā)送的地址，再發(fā)送地址給數(shù)據(jù)采集器，最后接收數(shù)據(jù)采集器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)順序進行。采用多級通信方式，數(shù)據(jù)格式為11位，按先后順序分別是：1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、第9位用于識別發(fā)送或接收的是地址
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