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目前我国的水费计量方式主要依靠抄表人员入户抄收,不仅浪费人力物力,又不可避免存在人为因素造成的误差,而且对用户的日常生活造成不便。随着城市现代化建设的发展,建设智能小区成为必然趋势,原来的人工抄表已越来越不能胜任现在的工作,新的抄表方式应运而生,随着通信和计算机技术的发展,使得远程抄表成为可能。近年来国家正在推广户外计量技术,以实现方便查表,不干扰住户,使大量人工查表工作逐步过渡到数字化传送。当前的远程抄表系统种类很多,但在实际应用过程中都存在入户难、负担重、费用高和劳动强度大等种种弊端,本课题以实际工程应用为背景,力图全面论述、研究与实现水表远程抄收系统的构建以及相应的数据采集、数据处理、数据通信等关键技术。
在GSM/GPRS网络技术和嵌入式系统产业近年持续迅猛发展的背景下,本系统采用ARM9系列嵌入式S3C2410微处理器、无线通讯模块SIM100-E,在嵌入式Linux操作系统上,应用GSM/GPRS技术作为数据传输平台,利用其Internet接入功能,用短消息方式实现水表数据的实时传输功能。
系统采取了三级结构,即在计量水表与上位管理机中间加了一级,手持终端,这不仅增强了抄表方式的灵活性,而且也是一种很好的冗余措施。当服务器出现故障时,可以使用手持终端进行抄表,它包含了服务器的大部分功能。
文中,首先根据系统的整体结构,对系统各个模块进行详细设计。分析了发送数据帧的过程,并制定了通讯协议。然后构建一个基本的嵌入式硬件平台,并选择合适的操作系统,在此基础上完成嵌入式S3C2410微处理器内核的烧写。通过Linux开发了字符设备驱动程序、触摸屏驱动程序、UART驱动程序、LCD驱动程序和应用程序。课题中采用RS—485有线通信和GSM/GPRS无线通信结合的方式,实现了系统上下行通信功能,确保了水表数据指令的安全可靠发送和接收。本系统综合利用了计算机、通信、网络和微电子技术,有效提高了抄表工作效率。
本课题得到了北京市教育委员会科技发展基金的资助。本文的研究工作,为水表数据的远程收发提供了一套完整的设计方法。完成了相应部分软硬件的实现,为今后工程实际应用奠定了良好的基础。