李桂华 广东欧宇信息控制技术有限公司

     陈志忠 熊 勇

     来源：《单片机与嵌入式系统应用》

     摘要：介绍lonworks总线电力线数据传输远程自动抄表模块的设计，以及由自动抄表模块构成的智能小区抄表系统的结构和功能。

     关键词：lonworks总线

     微控制器 远程抄表

     前 言

     目前我国普通采用水表、气表、电表人工入户抄表收费方式，这样给用户及秒表人员都带来很多麻烦。随着科技的发展，特别是智能小区、高层住宅小区的出现，传统的抄表方式已经不能满足居民的要求。为了有效解决入户抄表收费存在的诸多弊端，提高工作效率，自动抄表系统将是最好的解决方案。

     lonworks总线技术由于其优良特性，已经成为实际上的现场总线推荐标准。lonworks的网络拓扑结构具有很大的灵活性，通过多种收发器提供各种典型的拓扑结构，如总线型、星型、环型、混合型等，不同的通道之间网络信息以路的器作为通信桥梁。使用路不但可以实现不同通信介质之间的数据传输，还能改善网络的响应时间和安全性能。

     欧宇公司开发的远程自动抄表模块基于lonworks技术，采用电力线传输数据，可以实现住户的煤气表、水表、电表读数的自动抄录，并具有联网功能。在小区的管理微机上或通过市话网实现远程查询抄录数据。

     一、lonworks自动抄表模块（节点）及系统工作原理

     lonworks网络上的每个测控单元称为lonworks智能节点。每个智能节点使用了一块lonworks主控制模块。lonworks主控制模块是智能节点的基本构成单元，它以neuron芯片为核心，同时包括收发器、地址译码电路、复位电路、晶振电路及eprom等。主控制模块通过固件完成lontalk协议的数据传输，并通过事件调度完成用户定义的各种计算、i/o事件处理及网络报文处理等功能。lonworks节点的示意图如图1所示。主控制模块用于通信和控制：微控制器89c51实现对输入/输出数据的处理及驱动功能，在抄表模块中主要是对脉冲输入信号的计数，并完成与主控制模块的数据传输。主控制模块中的收发器负责将节点连入网络，不同的通信介质要求采用相应的收发器：在抄表模块中，可以采和ftt-10a收发器，适用于双绞线介质；或采用plt-22收发器，适用于电力线通信介质。

     自动抄表系统以lonworks现场总线技术为基础。系统由下面几部分组成：计算机、抄表管理软件、数据集中器、抄表节点模块、中继器、modem、水电气脉冲表等。

     抄表模块实时采集各路脉冲表脉冲输出信号，并将脉冲数累计存放在抄表模块ram内，根据设定的分段时间及当前时刻，将采集到的数据累计到不同的时间段上，实现分时段计数。抄表模块存储器具有掉电保护功能，防止掉电丢失脉冲累加值。数据集中器具有较大容量的存储器，能存储200个抄表模块的数据。集中器反复轮询采集各抄表模块的数据并将其存在集中器的相应内存中。集中器自动过滤非法数据，对通信异常进行相应处理，保证在集中器保存一份抄表网络所有抄表模块的数据。自动抄表系统具有数据采集模块多且分散、数据传送实时要求不高以及要求每个传送接收的数据不能出错等特点。当上位计算机进行数据采集时，可从集中器保存的数据直接发回给计算机，不需要直接从抄表模块读取抄表数据。由于数据通信不需要进行协议转换，通信速度较快，即使在遇到lonworks网络出现通信异常情况，也能将数据迅速发回主机。

     lonworks神经元芯片程序分为两个部分：一部分为应用程序，另一部分为网络映像。应用程序决定模块的功能；网络映像决定模块网络与其他模块连接关系。安装方式可用两种：一是预安装方式，一是现场安装方式。

     预安装方式：lonworks控制网络功能很丰富，但具体到抄表系统而言，系统只用部分功能，而且功能相对固定不变，其模块之间的网络连接关系可以预先确定。根据这种情况，把原来用lonmake来配置的参数改为通过主