電能計量帶電核查儀系統(tǒng)的設(shè)計

2.6 攝像頭模塊

攝像頭模塊實現(xiàn)對高供高計設(shè)備及其他設(shè)備的外觀圖像、視頻信息的采集。采用SIV100B攝像頭模組，它是一款1/7英寸，最大640 x 480分辨率的CMOS攝像頭，具有高質(zhì)量的視頻采集和低噪聲的特性，通過內(nèi)部集成的一個10位ADC轉(zhuǎn)換電路，將圖像信息傳輸?shù)絻?nèi)嵌的圖像處理器。實現(xiàn)圖像自動曝光、白平衡補償、黑電平補償、5*5矩陣的插補、假彩色的矯正等等處理。支持多樣的尺寸輸出格式如VGA和CIF，數(shù)據(jù)輸出格式如RGB和YCbCr。嵌入式處理器可通過8位并口讀取SIV100B攝像頭模組圖像信息，通過I2C接口可設(shè)置模組中彩色效果X、Y軸圖像轉(zhuǎn)動。

2.7 Wi—Fi通訊模塊

Wi—Fi(Wireless Fidelity)是IEEE所定義的無線通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11。在有線局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上通過無線HUB、無線訪問節(jié)點(AP)、無線網(wǎng)橋、無線網(wǎng)卡等設(shè)備使無線通信得以實現(xiàn)。無線接入和高速傳輸是Wi—Fi的主要技術(shù)優(yōu)點。其中IEEE 802.11b最高速度為11 Mb/s，IEEE 802.11 n/g最高速度為54 Mb/s。

本系統(tǒng)中Wi—Fi通訊模塊實現(xiàn)與電腦后臺支持軟件的通訊，將后臺軟件發(fā)送的查詢、設(shè)置等命令下發(fā)到本系統(tǒng)，或?qū)⒈鞠到y(tǒng)采集到的各種數(shù)據(jù)(如圖像視頻信息、條碼信息、電能表數(shù)據(jù)信息等)上傳到后臺中，供后臺進行數(shù)據(jù)采樣、對比和分析。采用環(huán)隆電氣公司的MR09 Wi—Fi通訊模塊支持IEEE 802.11n/g/b協(xié)議，3.3 V供電，SDIO/SPI接口通訊，最大傳輸速度300 Mb/s工作在2.4 GHz頻段，覆蓋范圍最遠100 m(由環(huán)境決定)。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

電能計量帶電核查儀系統(tǒng)軟件分為電能計量帶電核查儀軟件和后臺應(yīng)用軟件兩部分。

3.1 電能計量帶電核查儀軟件設(shè)計

電能計量帶電核查儀軟件設(shè)計包括嵌入式操作系統(tǒng)的移植和應(yīng)用軟件的設(shè)計。

3.1.1 嵌入式操作系統(tǒng)的介紹

本系統(tǒng)采用的是Windows CE的操作系統(tǒng)，它是Microsoft公司針對嵌入式產(chǎn)品領(lǐng)域開發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)，是一種緊湊、高效、可伸縮的32位操作系統(tǒng)。其具有精簡的模塊化操作系統(tǒng)、多硬件平臺支持、支持有線和無線的網(wǎng)絡(luò)連接、穩(wěn)健的實時性支持、豐富的多媒體和多語言支持、提供了強大的開發(fā)工具等特點，非常適合消費類電子、手持類電子設(shè)備、專用工業(yè)控制設(shè)備和嵌入式通信設(shè)備的開發(fā)。

3.1. 2 嵌入式操作系統(tǒng)的移植

Platform Builder是一個定制Windows CE操作系統(tǒng)的嵌入式平臺集成開發(fā)環(huán)境，在Platform Builder軟件中可對系統(tǒng)部分硬件驅(qū)動進行更改(如Wi—Fi、攝像頭等)，最后經(jīng)Platform Builder編譯生成Windows CE的操作系統(tǒng)及Bootloader的鏡像文件，將鏡像文件下載到MCP的Flash存儲器中，并配置操作系統(tǒng)啟動文件boot.ini。

3.1.3 應(yīng)用軟件的設(shè)計

電能計量帶電核查儀應(yīng)用軟件是本系統(tǒng)的核心，在Visual C++2005開發(fā)環(huán)境下完成設(shè)計。本應(yīng)用軟件在Windows CE操作系統(tǒng)啟動后，自動裝載并運行。主要包括讀電表單元、條碼掃描單元、圖像采集單元和Wi—Fi通訊單元等。

電能計量帶電核查儀應(yīng)用軟件工作流程如圖3所示。應(yīng)用軟件啟動后，先對各模塊單元進行初始化，然后開始啟動Wi—Fi通訊單元模塊，并與后臺Wi—Fi通訊單元建立點對點的設(shè)備連接.通過TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)通訊，通過判斷網(wǎng)絡(luò)通訊狀況保持與后臺的實時連接。當(dāng)有TCP /IP時間發(fā)生后，根據(jù)接收到的命令進行程序執(zhí)行，如執(zhí)行讀電表命令，將啟動紅外通訊模塊，發(fā)送讀電表數(shù)據(jù)命令，接收電表根據(jù)電表數(shù)命令返回的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)返回到后臺;如執(zhí)行讀設(shè)備條碼信息，將啟動和觸發(fā)條碼掃描模塊，等待接收條碼模塊返回所讀到的條碼信息，并將數(shù)據(jù)返回到后臺;如執(zhí)行圖像采集命令，將啟動攝像機進行連續(xù)的圖像采集，并將圖像信息壓縮返回到后臺。

3.2 后臺應(yīng)用軟件設(shè)計

后臺應(yīng)用軟件設(shè)計包括接口程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計和控制程序設(shè)計3部分。

接口程序完成通過Wi—Fi無線通訊的方式與電能計量帶電核查儀建立點對點的連接，并將由控制程序下發(fā)命令傳送到電能計量帶電核查儀，將從電能計量帶電核查儀獲得的數(shù)據(jù)信息進行緩沖預(yù)處理，翻譯成后臺處理系統(tǒng)可識別數(shù)據(jù)，然后傳送到控制程序。

控制程序完成客戶信息的錄入(客戶名稱、地址、電表信息、高供高計裝置數(shù)量、位置和自身條碼信息等等，并將信息存入到數(shù)據(jù)庫中)根據(jù)操作員的需要下發(fā)命令(如讀電表、條碼掃描和圖像采集等)，控制電能計量帶電核查儀的個模塊工作、將由電能計量帶電核查儀讀回來的電表數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫存儲、將電能計量帶電核查儀傳回來的高供高計裝置條碼信息與數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲的條碼信息對比，做出身份判斷等等。

數(shù)據(jù)庫程序主要完成將客戶固定信息按數(shù)據(jù)類型進行存儲，將客戶使用的電量信息按照時間索引的進行存儲。

4 結(jié)論

文中設(shè)計了一種便攜式的電能計量帶電核查儀設(shè)備，詳細介紹了由S3C2440處理器為核心的系統(tǒng)硬件構(gòu)成和在Windows CE的操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上應(yīng)用軟件工作流程實現(xiàn)。它在電力核查部門的使用將會減少電力員工使用工具數(shù)量，提高了勞動效率，保證工作質(zhì)量，減少人身傷害的事故率率，促進電力核查工具的自動化水平。