住宅小區自動電能計費系統的研制

摘要：介紹采用多級分級通信模式組成的住宅小區自動電能計費系統的硬件構成和軟件設計；重點介紹電能數據采集的硬件組成和提高電量計量精度的方法。

    關鍵詞：電能計費系統 分級通信 通信中繼器 電能數據采集器

長期以來，供電管理部門對用戶電量的統計一直是在人工抄表的基礎上進行的，工作量大，直接影響供電部門的工作效率。隨著計算機技術和網絡技術的發展，自動電能計費系統應運而生。小區內的住戶數量較多，甚至成千上尤，因此數據采集單元數目較多，它們與計算機之間的通信必須采用多級分級通信模式。本文介紹基于分級通信模式的住宅小區自動電能計費系統的實施方案。

一、系統構成

系統的結構如圖1所示。系統采用分級通信方式，計算機和32個89C51單片機之間采用RS-485半雙工接口。MAX232實現將RS-232接口信號電平轉化為TTL電平。MAX483為+5V供電的RS-485接口的差分信號收發器，可以將TTL電平轉化為RS-485的差分接口信號形式或進行相反方向的轉換。每一個89C51單片機承擔計算機和32個數據采集器89C52之間通信的中繼任務。采用不同的口線分別控制89C51與計算機、數據采集器之間的通信。89C51和數據采集器89C52之間也采用RS-485半雙工接口，由MAX483實現兩種信號格式的轉換。89C52單片機構成數據采集器，通過T0和T1完成1個住宅單元2戶脈沖電度表的脈沖量的采集，從而進行電度量的換算。RS-485接口支持多級通信，允許總線上掛接32個驅動器，因此通過分級管理，計算機可連接32×32=1024個數據采集器，也就是1024×2=2048個用戶的用電量的采集。如果在中間再增加1級89C51作為中繼器，可以將用戶數目擴大32倍，滿足一般住宅小區的實際應用要求。

二、硬件連接電路

1.RS-232與RS-485之間的電路連接

RS-232接口信號格式轉換成RS-485差分接口信號格式的電路連接如圖2所示；通信中繼器的電路連接如圖3所示。

圖3所示通信中繼器的連接電路中，89C51和計算機之間、89C51和數據采集之間用1根雙絞線進行半雙工通信，分時實現發送和接收。由于使用1個串行口進行通信，為了避免發信號混亂，用P1.6控制1#MAX483的發數據允許位DE；用P1.7控制2#MAX483的發數據允許位DE。接收數據總是不同時進行，按先接收計算機發送的地址，再發送地址給數據采集器，最后接收數據采集器發送過來的數據順序進行。采用多級通信方式，數據格式為11位，按先后順序分別是：1位起始位、8位數據位、第9位用于識別發送或接收的是地址

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