CN201307330Y

CN201307330Y - 基于can总线技术和gprs技术的智能小区远程抄表***

Info

Publication number: CN201307330Y
Application number: CNU2008200729079U
Authority: CN
Inventors: 韩成浩; 陈伟利; 董博; 王琮泽
Original assignee: JILIN INSTITUTE OF ARCHITECTURE AND CIVIL ENGINEERING
Current assignee: JILIN INSTITUTE OF ARCHITECTURE AND CIVIL ENGINEERING
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2018-12-12

Abstract

本实用新型涉及一种基于CAN总线技术和GPRS技术的智能小区远程抄表***，属于信息处理技术领域，主要由用户终端控制箱、CAN总线通信网、中继站、通用无线分组通信网的GPRS通信模块、SQL数据库、各能源管理部门PC机组成；在小区的每一栋楼内设置中继站，其负责采集用户的耗能量，并将数据分门别类保存到数据存储单元中。中继站和现场数据采集器之间的数据通信是利用CAN总线技术，和自来水公司、煤气公司、电业局等能源管理部门之间的数据通信采用了GPRS技术。将CAN总线技术和GPRS无线传输技术相结合，构成一个完整的数据采集、传输、保存和打印等功能的***，提高***的稳定和数据传输的可靠性，推进了三表远程计量***的发展。

Description

基于CAN总线技术和GPRS技术的智能小区远程抄表***

技术领域

本实用新型属于信息处理技术领域，特别涉及一种基于CAN总线技术和GPRS技术的智能小区远程抄表***。

背景技术

智能小区三表(或称四表、五表)远程计量***是与住户密切相关的一个智能化***。传统的方法是将水表、气表，电表安装在用户室内或楼道内，每月抄表人员入户抄表、收费。这给用户带来很多麻烦，也给抄表人员带来烦恼，甚至有时造成很多不必要的经济纠纷。

为了更好地管理智能小区能源消耗量，在智能小区的每一栋楼内设置中继站，其负责统一管理用户所消耗的能源信息(水、电、气)，并将相关的数据通过有线方式传输到小区物业管理部门和能源管理部门(电力公司、煤气公司、自来水公司)。但这种方式存在一些隐患：一是设备的安全运行方面。比如总线一旦遭到雷电攻击，则造成与之相连的设备报废或元器件烧毁；二是数据传输的可靠性方面。如果施工不当或其他原因断线，将会造成传输数据不准或整个***瘫痪等后果。

发明内容

针对现有技术的不足与缺陷，本实用新型提供一种基于CAN总线技术和GPRS技术的智能小区远程抄表***，通过利用现场总线技术和通用无线分组业务技术，实现智能小区内水、电、气使用量的远程计量。

本实用新型是这样设计：设计一种基于CAN总线技术和GPRS技术的智能小区远程抄表***，主要由用户终端控制箱、CAN总线通信网、中继站、通用无线分组通信网的GPRS通信模块、SQL数据库、各能源管理部门PC机组成，在每栋楼内设置中继站，通过CAN总线与每户的用户终端控制箱进行指令的传输和数据的交换，通过GPRS无线通信网将数据存储到服务器中的数据库里。所述的中继站主要由微控制器、程序存储器、铁电存储器、智能显示终端、复位电路、驱动电路、光电隔离、数据通信部分组成；其中中继站通过GPRS无线通信网与因特网相连。所述的用户终端控制箱主要由AT90CAN128微控制器、数据采集接口、反控电路、JTAG接口、铁电存储器、CAN总线驱动器、复位电路部分组成，其中数据采集接口、反控电路、JTAG接口、铁电存储器、CAN总线驱动器、复位电路各部分分别与AT90CAN128微控制器相联接。

通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：

(1)中继站和用户终端采集器之间的通信采用CAN总线技术。其传输误码率极低、传输速率快、抗干扰能力强。

(2)中继站和能源管理部门、物业管理部门之间的通信采用GPRS无线通信方式。其性能稳定、传输速率高、经济可靠、安装施工方便。

(3)中继站的键盘输入和显示部分采用了智能显示终端。其具有良好的人机界面交互功能，操作简单、直观、使用方便。

(4)本***硬件和软件相结合，采用光电隔离、软件定时复位等方式来提高***的抗干扰能力和稳定性。

(5)在国内首次将CAN总线技术和GPRS无线传输技术相结合，构成一个完整的数据采集、传输、保存和打印等功能的***，提高***的稳定和数据传输的可靠性，推进了三表远程计量***的发展。

附图说明

下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型总体结构框图

图2为本实用新型中继站的结构框图

图3为本实用新型用户终端控制箱的结构框图

具体实施方式

如图1所示，***主要由用户终端控制箱、CAN总线通信网、中继站、通用无线分组通信网的GPRS通信模块、SQL数据库、各能源管理部门PC机组成；在每栋楼内设置中继站，通过CAN总线与每户的用户终端控制箱进行指令的传输和数据的交换，通过GPRS无线通信网将数据存储到服务器中的数据库里。

如图3所示，用户终端控制箱负责采集和存储用户能源使用数据信息。本控制箱以AT90CAN128为控制核心，其***电路有数据采集接口、反控电路、JTAG接口、铁电存储器、CAN总线驱动器、复位电路、显示器等。其中数据采集接口、反控电路、JTAG接口、铁电存储器、CAN总线驱动器、复位电路各部分分别与AT90CAN128微控制器相联接。

如图2所示，中继站主要由微控制器、程序存储器、铁电存储器、智能显示终端、复位电路、驱动电路、光电隔离、数据通信(CAN通信和GPRS通信)打印机等部分组成。其主要作用是：(1)为物业管理部门随时观察和打印用户的使用能源信息；(2)检测***的运行情况；(3)设置***参数，如电费、水费、气费；(4)存储各用户使用能源信息；(5)定时将用户信息通过通用无线分组业务网上传到能源管理部门和小区物业管理部门。

各能源管理部门通过数据库的访问采集自己所需的数据，并进行管理。通过GPRS接入Internet网络，与拥有公网固定IP的专用服器连接，定期将中继站的数据传输到管理机上，使三表数据能够长期稳定存储。为了便于三表数据的管理和报表输出，将数据存储在企业级SQL数据库***中。

(1)用户终端控制箱

用户终端控制箱的微处理器AT90CAN128可对各户的计量表进行信号采集。由于采集的信号均为数字信号，频率低于10kHz，采用光电隔离器TLP521进行隔离。

虽然微处理器内部具备4Kb EEPROM和4Kb的SRAM的数据存储空间，但考虑到采集的数据种类多、数量大、存储时间长等原因可能无法满足实际需要。为此，扩展了RAMTRON公司生产的FM25256串行铁电存储器做为数据存储器。

用户终端控制箱与中继站之间进行数据通信的CAN总线驱动器主要包括CAN控制器和总线驱动电路。CAN控制器是进行数据通信的核心部件，主要完成CAN通信协议，由集成了CAN控制器的微处理器提供。总线驱动电路采用Philips公司的PCA82C250作为CAN控制器与物理总线间的接口。

(2)中继站

中继站的微控制器采用美国ATMEL公司生产的AT89S8252器件。数据存储器采用RAMTRON公司的专利产品FM1808铁电存储器。铁电存储器具有随机存储器和非易失性存储器特性。本***设计中利用微控制器的ALE信号和片选控制端P1.5经过“或”门产生带有下降沿的FM1808片选信号。程序存储器采用ATMEL公司生产的W29C512器件。该器件是在线可编程、可擦除只读存储器，存储容量为64KB。微控制器的P0口经74LS373输出W29C512的低8位地址线A₀～A₇，P2口输出高8位地址A₈～A₁₅。

复位电路采用IMP810L芯片上电自动复位和软件复位(DS12887时钟芯片每500ms输出复位信号)两种方式，提高了***的可靠性和抗干扰能力。由于CAN总线控制器SJA1000为低电平复位，所以IMP810L的输出端设置由晶体三极管组成的反相器，做为SJA1000的复位信号。

(3)无线传输方式

无线数据采集终端(GPRS MODEM)采用BENQ公司生产的PIML—900/1800模块。该模块集成语音呼叫、语音信道实时数据通信、短信收发和GPRS数据通信，可以完成手机的大部分功能。硬件集成有4×4键盘接口、双路MIC输入接口、SIM卡接口、标准的UART通信接口和RS—232C串口通讯接口。

(4)各能源管理部门的数据采集和管理

通过GSM无线通信网络的GPRS接入Internet网络，与拥有公网固定IP的专用服器连接，定期将中继监控器的数据传输到管理机上，使三表数据能够长期稳定存储。为了便于三表数据的管理和报表输出，将数据存储在企业级SQL数据库***中。

Claims

1.一种基于CAN总线技术和GPRS技术的智能小区远程抄表***，其特征在于，主要由用户终端控制箱、CAN总线通信网、中继站、通用无线分组通信网的GPRS通信模块、SQL数据库、各能源管理部门PC机组成，在每栋楼内设置中继站，通过CAN总线与每户的用户终端控制箱进行指令的传输和数据的交换，通过GPRS无线通信网将数据存储到服务器中的数据库里。

2.根据权利要求1所述的基于CAN总线技术和GPRS技术的智能小区远程抄表***，其特征在于，所述的中继站主要由微控制器、程序存储器、铁电存储器、智能显示终端、复位电路、驱动电路、光电隔离、数据通信部分组成；其中中继站通过GPRS无线通信网与因特网相连。

3.根据权利要求1所述的基于CAN总线技术和GPRS技术的智能小区远程抄表***，其特征在于，所述的用户终端控制箱主要由AT90CAN128微控制器、数据采集接口、反控电路、JTAG接口、铁电存储器、CAN总线驱动器、复位电路部分组成，其中数据采集接口、反控电路、JTAG接口、铁电存储器、CAN总线驱动器、复位电路各部分分别与AT90CAN128微控制器相联接。