3.2 系統(tǒng)功能介紹:
1. DCT采集功能:
(1) DCT電源部分:采用兩節(jié)五號電池,一次更換可以維持半年至兩年。
(2) DCT數(shù)據(jù)表存儲器:這部分要有一定的空間存放數(shù)據(jù),當(dāng)數(shù)據(jù)量較少時,可以利用芯片的Flash存放,如果數(shù)據(jù)量較大,可以留個備用接口,可對容量進(jìn)行擴(kuò)展。
(3) DCT計時系統(tǒng):
a.主要提供時鐘進(jìn)行等間隔取樣和啟動預(yù)設(shè)任務(wù)和程序。
b.可以通過遙控指令進(jìn)行校正。
(4) DCT脈沖采集接口:與電能表相連的DCT應(yīng)設(shè)一個緩沖界面,通過這個界面,可以切換到不同型號電能表,使可對多種電能表進(jìn)行脈沖采集,轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)度數(shù)。
(5) 采集方式:可以定期采集,也可以在接到控制中心命令后進(jìn)行隨機(jī)采集,與電能表連接的 DCT可以隨機(jī)采集脈沖。
(6) 外設(shè)接口:可以讓相關(guān)人員直接用手提電腦連接控制器,進(jìn)行檢測和排除故障等功能。
2. 無線發(fā)送、接收功能:工作站每隔一段時間后定期實現(xiàn)對其范圍內(nèi)的采集點(diǎn)進(jìn)行信息的傳遞和匯集。
(1)各個 DCT可看作節(jié)點(diǎn),通過無線Zigbee逐次節(jié)點(diǎn)來傳輸信息;每個節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)異常,都可以通過外設(shè)接口進(jìn)行處理??紤]到住區(qū)范圍可能大于ZigBee無線通信的距離,所以對于規(guī)模較大的區(qū)域,設(shè)置多個 DCT,把數(shù)據(jù)往上一級傳送,然后送到工作站,最后到達(dá)控制中心。
(2)發(fā)送:第一個節(jié)點(diǎn)指向第二個節(jié)點(diǎn),當(dāng)?shù)诙€節(jié)點(diǎn)狀態(tài)無效時,第一個節(jié)點(diǎn)指向第三個節(jié)點(diǎn),以此類推;即對同伴 ID寄存器的 ID呼叫,如果A沒有回答,呼叫 B;B也沒有回答,呼叫 C;如果沒有回答,要把狀態(tài)寫到狀態(tài)寄存器。
(3) 第一個節(jié)點(diǎn)呼叫第二個節(jié)點(diǎn),發(fā)送呼叫信號判斷第二個 DCT狀態(tài)是否有效:
a.有效:發(fā)送呼叫第一個節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)答信號。
b.無效:發(fā)送失敗應(yīng)答信號、并傳輸?shù)诙€節(jié)點(diǎn)狀態(tài)和第三個節(jié)點(diǎn) ID給第三節(jié)點(diǎn)。
(4) 接收應(yīng)答信號:
a.傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)答信號:向第二節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)。
b.失敗的應(yīng)答信號:當(dāng)超過預(yù)定時間沒有收到應(yīng)答,重發(fā);重發(fā)超過 5次,就判定失敗,存儲第二個節(jié)點(diǎn)狀態(tài),向第三節(jié)點(diǎn)發(fā)送呼叫信號。
(5) 接收數(shù)據(jù):
a.誤差檢測。
b.出錯處理。
(6) 傳輸數(shù)據(jù)完畢,指示該 DCT清空。
3.節(jié)點(diǎn)功能:
(1) 采集以及存儲:通過計時器以及脈沖輸入計數(shù)器記錄在單位時間內(nèi)的數(shù)據(jù)足夠的儲存空間儲存未上交的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)發(fā)送并得到確認(rèn)后,自動清空儲存空間,繼續(xù)記時。
(2) 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的發(fā)送:為了不引起數(shù)據(jù)傳輸時的數(shù)據(jù)沖突,每個節(jié)點(diǎn)設(shè)置不同的固定的發(fā)送時間。發(fā)送數(shù)據(jù)包括以下內(nèi)容:發(fā)送源ID,數(shù)據(jù)類型,目標(biāo)ID,數(shù)據(jù)/控制字段,校驗字段。具有發(fā)送列表,規(guī)定出固定可能的轉(zhuǎn)發(fā)對象。使用三次握手保證數(shù)據(jù)的正確傳送。
(3) 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的接受:節(jié)點(diǎn)擁有接受工作站命令以及中轉(zhuǎn)其他節(jié)點(diǎn)信息功能,設(shè)計拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)以及轉(zhuǎn)發(fā)表,規(guī)定具體數(shù)據(jù)接受,轉(zhuǎn)發(fā)以及拋棄。遇到堵塞節(jié)點(diǎn)上交異常消息。
(4) 與工作站相連的收發(fā)節(jié)點(diǎn)能定時發(fā)送檢測信號,觀察各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀況,并上交具體故障點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)與工作站以串口方式連接。
4. 網(wǎng)絡(luò)傳輸功能:控制中心能對內(nèi)部局域網(wǎng)的所有工作站匯集信息進(jìn)行 TCP/IP傳輸、存儲。
(1)各個工作站通過局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)至控制中心:
a. 建立 NFS(網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng));
b. 建立主機(jī)(控制中心)、客戶端(工作站)應(yīng)用程序。
(2)控制中心建立數(shù)據(jù)庫,存儲所有工作站的信息。
5. 控制中心數(shù)據(jù)庫查詢功能:
(1) 查詢管理:按 ID查詢、出錯狀態(tài)查詢,對數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)能進(jìn)行動態(tài)預(yù)覽。
(2) 統(tǒng)計功能:按照具體的條件進(jìn)行統(tǒng)計,對統(tǒng)計結(jié)果能進(jìn)行動態(tài)預(yù)覽。
(3) 控制中心通過數(shù)據(jù)庫可查詢所有數(shù)據(jù)源的ID、狀態(tài)和數(shù)值。
(4) 員工管理:員工信息添加、修改、刪除、權(quán)限設(shè)置等。
(5) 權(quán)限管理:
a.最高權(quán)限:對數(shù)據(jù)庫有全權(quán)控制,該權(quán)限無法通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入,須在控制中心才能行使該職能。
b.一般權(quán)限:需驗證登錄,用戶可通過瀏覽器進(jìn)入控制中心瀏覽數(shù)據(jù)庫相關(guān)記錄,但不能修改。
6. 數(shù)據(jù)源狀態(tài)監(jiān)測:通過 4字節(jié)(32位)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)當(dāng)前狀態(tài)的定義。
4.結(jié)束語
本文介紹了一種基于 ZigBee技術(shù)的無線抄電表系統(tǒng),該系統(tǒng)采用的ZigBee技術(shù)具有協(xié)議簡單,成本低,傳輸可靠,數(shù)據(jù)安全性高,雙向無線通信技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)。不過CC2430可能由于功率的限制,傳輸距離還有待提高。個人水平經(jīng)驗所限,還有許多可以進(jìn)一步完善地方,特別是網(wǎng)絡(luò)接口部分。
本文的創(chuàng)新點(diǎn):實現(xiàn)一個能完成基本無線網(wǎng)絡(luò)通信的系統(tǒng) ,;實現(xiàn)單片機(jī)通過RS232接口與微機(jī)的通信,使整個無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)可以傳送到微機(jī)上,并通過TCP/IP協(xié)議送到數(shù)據(jù)中心;而且該系統(tǒng)前期投入少,日常維護(hù)成本很低,它適合于遠(yuǎn)程無線抄電表系統(tǒng)。