基于分级通信模式的小区智能抄表系统

1引言

长期以来，居民小区的物业管理部门对用户用电、水、气的统计一直是在人工抄表的基础上进行的。而人工方式由于统计工作量大，误差大，人为错误等给物业管理和用户也常带来极大的不便。随着计算机技术和网络技术的发展，住户三表（水，电，煤气）出户自动抄表自动计费系统也应运而生。一般小区内的住户数量较多，数据采集单元数目较大，同时由于数据采集单元可能离中央管理计算机较远，因此这类系统中的计算机通信网络必须采用多层分级通信的模式。本文介绍一种基于分级通信模式自动抄表系统设计方法。

2系统设计

2．1系统组成

图1所示是某小区的自动抄表系统的结构图。该智能抄表系统采用四层结构，其中第一层是中央管理机，依次为集中器、采集器、现场采集仪表。

通过中央管理机及其软件，管理人员可根据系统密码的权限随时查询小区各个住户的水、电、煤气的实时及历史使用情况。而集中器的主要作用是保存历史和当前采集数据，它在作为采集器主机的同时也作为中央管理机的从机，并且可以向外提供RS232、RS485及集成MODEN通讯接口（备用）。采集器作为计数装置可对脉冲信号进行取样。并可在断线时向物业中央管理机报警，以防止有人偷电（水、煤气）。采集器有24个通道，每个通道可单独设置为电表、煤气表或水表脉冲量输入；输入信号可以是有源信号，也可以是无源信号，其脉冲频率一般小于10Hz。现场采集仪表用于分别计录用户用水，电，煤气的数量，并以电脉冲形式输出。

中央管理机与采集器通信有定时采集（大于等于3分钟）和主动采集两种模式，具体操作可由操作者发出命令，它可以自动采集所有通道数据或特定通道的数据。上位机则通过采集器完成下列功能：设定通信波特率（缺省值为19200）、设定集中器到采集器的定时采集时间、设定采集器时间、获取集中器中的采集数据和报警信号、设置某采集器数据、读取某采集器设置数据以及开户和销户等。

集中器与采集器之间采用RS－485半双工接口并采用主从模式进行通信。一般情况下，集中器定时或连续向采集器采集数据。当上位机与集中器通信时，必须等待集中器与某采集器完成通信才能开始交互数据。

本系统中，中央管理机下挂4个集中器，每个集中器下挂126个采集器。由于RS－485总线最多可挂32个驱动器，因此，在某些采集器中，应设置中继器（该中继器可由两片背靠背的MAX1487组成），以使RS－485总线下可挂126个采集器。

2．2通信协议

本系统的通信协议包括字符格式和数据包格式。在字符格式中，每个字符在传输中采用异步方式，具体字符格式如下：

通信模式的小区智能抄表系统 1' height="160" />

其中，起始标志位SOI（STARTOFIN－FORMATION）为7EH，对应于ASCII码字符“～”，代表一个新信息帧的开始。