基于MSP430單片機的智能網(wǎng)絡(luò)水表抄表系統(tǒng)設(shè)計

　　在遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)中，集中器起著數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)和總線隔離的作用，負(fù)責(zé)上位機和網(wǎng)絡(luò)水表的聯(lián)系。其主要功能有兩項：一是完成與水表的通信，根據(jù)系統(tǒng)下達(dá)的指令抄收水表的數(shù)據(jù)或檢測狀態(tài)，可以定時抄收也可以實時抄收；二是根據(jù)系統(tǒng)要求完成與上位機的通信，將水表的數(shù)據(jù)信息或狀態(tài)信息傳輸給上位機管理系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)需求，集中器主單片機采用Microchip公司的PIC16F84芯片，其內(nèi)部帶有64字節(jié)的EEPROM，用來儲存水表的工作參數(shù)，如用水量、狀態(tài)、地址編碼等。這些數(shù)據(jù)在水表工作期間可能不斷變化，而又要求系統(tǒng)斷電之后不能丟失，在系統(tǒng)下次加電工作時自動恢復(fù)原先的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場調(diào)試一般用到安裝了專用測試軟件的便攜機。便攜機接口協(xié)議為RS-232，因此集中器電路設(shè)中需預(yù)留一個RS-232接口，采用MAX232芯片。

　　2.1　集中器硬件設(shè)計

　　集中器由主控芯片PIC16F84、上行通信接口電路、下行通信接口電路、電源電路等幾部分組成。集中器硬件電路如圖5所示。

　　1）上行通信接口電路：集中器通過上行通信接口電路和調(diào)制解調(diào)器MODEM相連，然后再通過電話網(wǎng)和上位機管理系統(tǒng)進行通信，如圖5（a）所示。

　　2）下行通信接口電路：用來和智能網(wǎng)絡(luò)水表進行通信，采用RS-485總線傳輸方式，如圖5（b）所示。使用MAX485芯片和智能網(wǎng)絡(luò)水表進行通信。

　　2.2　集中器軟件設(shè)計

　　集中器的軟件設(shè)計主要包括集中器主程序的設(shè)計、集中器接受命令子程序的設(shè)計、集中器向采集器發(fā)命令子程序軟件的設(shè)計、集中器向PC機應(yīng)答子程序的設(shè)計。集中器主程序流程圖如圖6所示。

　　2.3　上位機與集中器之間通信協(xié)議的幀格式

　　上位機與集中器之間通信協(xié)議的幀格式有命令幀格式和應(yīng)答幀格式。通信協(xié)議的幀格式由幀頭、類型碼、地址碼、數(shù)據(jù)碼、校驗碼和幀尾組成，其定義如表1所示。各個部分的具體含義解釋如下：

　　1）幀頭：一幀的起始字節(jié)，代表一個新幀的開始1個字節(jié)，命令幀固定為1AH，應(yīng)答幀固定為ICH.

　　2）類型碼：1個字節(jié)，命令幀類型碼用來規(guī)定上位機管理系統(tǒng)下達(dá)指令的具體內(nèi)容，不同的內(nèi)容對應(yīng)不同的類型碼。集中器執(zhí)行相應(yīng)指令后上傳相應(yīng)的應(yīng)答幀類型碼，不同的內(nèi)容對應(yīng)不同的類型碼，命令幀和應(yīng)答幀類型碼如表2所示。

　　3）地址碼：8個字節(jié)，本地址碼依次為集中器號（4個字節(jié)），智能網(wǎng)絡(luò)水表號（4個字節(jié)）。

　　規(guī)定前4個字節(jié)全F代表所有集中器，后4個字節(jié)全F代表所有智能網(wǎng)絡(luò)水表。

　　4）數(shù)據(jù)碼：2～10個字節(jié)，包括設(shè)置集中器和水表的號碼、設(shè)置集中器的密碼、設(shè)置的時間、水表的狀態(tài)、水表上傳的數(shù)據(jù)等。

　　5）校驗碼：1個字節(jié)，本設(shè)計采用累加和校驗，對幀頭、類型碼、地址碼和數(shù)據(jù)域進行字節(jié)累加，結(jié)果取1個字節(jié)。集中器接收到指令后，對指令的相應(yīng)字節(jié)進行累加，然后再與校驗字相比較。

　　6）幀尾：表示一幀的結(jié)束字節(jié)，命令幀固定為IBH;應(yīng)答幀固定為DH.