基于Cortex-M3的无线电表采集器的研制

时间:2022-03-17作者:佚名

1.引言
随着信息化应用的发展,将无线通信技术、智能采集技术和自动控制技术综合应用于现代企业信息化管理,已成为一种趋势。企业也迫切需要将各种有利于提高生产效率的信息因素收集汇总,用于分析与管理,而设备的消耗电能与运行时间正是十分重要的一种生产信息。

2.采集系统的结构

近年来,电表的数字化程度越来越高,大多提供标准的通信总线结构,便于设计人员编程实现对电表数据的读取。在生产采集系统中,分散于厂区各个配电间的电表采集器与多个电表通过通讯接口相连,构成点对多点的主从网络,定时采集各表的电度值与电流值;在将整理后数据通过WIFI网络上传至WEB服务器的数据库中存储;终端客户可通过网络访问和查询服务器中的各个设备运行情况。

3.采集器的硬件设计

电表采集器以嵌入式Cortex-M3微控制器为核心,使用MAX485芯片与PZ162L型电表进行RS485总线形式通信,获取电表内部寄存器的数据;使用SD2405芯片获取系统时钟,以判断发送的时间;使用WIFI232模块连接WIFI网络,将组帧数据传送至服务器。电表采集器的硬件设计如图1所示。

3.1 主要部件的选择

电表采集器使用TI公司生产的32位Cortex-M3内核微控制器LM3S8962,存储方式为哈佛结构,其独立的指令总线和数据总线使得该芯片可以同时进行读写指令和数据的操作。

该芯片工作频率可达50MHz,有256K的FlashRAM,3个UART串口和一个I2C总线接口。通用I/O口功能设计为:MAX485接UART0,即Rx端接PA0口,Tx端接PA1口,控制口接PF0口;WIFI模块接UART1,即Rx端接PD2口,Tx端接PD3口,其电源控制口接PF1口;SD2405接I2C总线接口,即SDA端接PB2口,SCL端接PB3口;异常指示灯连PF2口;电度测试按键连PE0口,电流测试按键接PE1口。

WIFI模块采用第三方提供的串口与WIFI数据包的双向透明转发模块,型号为U S R -WIFI232-X,采集器将数据组帧以串行方式送至WIFI模块,WIFI模块则以网络终端形式再将数据转送至服务器。

系统时钟芯片SD2405是一种内置晶振、充电电池、具有标准IIC接口的实时时钟芯片,可通过5位地址寻址来读写片内32字节寄存器的数据(包括时间寄存器、报警寄存器、控制寄存器、通用SRAM寄存器)。

3.2 采集器与电表通信的实现

厂区使用的P Z 1 6 2 L型数字电表集成了RS485通信协议,因此设计增加了MAX485芯片来完成LM3S8962的RS485通信。微控制器采用UART0串口与MAX485传输数据,通信模式为8位数据位,1位停止位,无校验位,波特率为9600.而采集端的电表波特率也为9600,而表的A、B端与MAX485的A、B端相连,并共用地线。设计中使用通用接口PF0作为MAX485的控制口,置高电平时向总线发数据,置低电平时从总线接收数据。另外,由于每个采集器要采集多个电表,在对电表配置时,需保证使每个表的编号唯一,以免因目标冲突引起采集错误。

3.3 WIFI模块的供电控制

在电表采集器中,WIFI模块耗电量和发热量都较大,且实际每天仅需一次连接无线网络,故在硬件设计中加入了WIFI模块的供电控制电路。该电路使用ST111电压控制转换芯片,可将电路电压稳定在WIFI模块所需的3.3V上,而芯片的控制端则与通用接口PF1相连。

相关阅读

城市立交桥景观照明设计

方案设计一座城市立交桥景观照明 设计是否成功,关键在于方案设计,其中方案主题、构思及创意,又是方案设计的关键。所以在方案构思前,应该先了解城市立交桥的整体形态、建筑...
2022-07-15

《供配电系统设计规范》修订征求意见稿中拟修改与新增条款梳理

《供配电系统设计规范》修订征求意见稿中拟修改与新增条款梳理 《供配电系统设计规范》日前发布修订意见,现将有关拟修改或新增条款梳理如下,以备后续技术改进参考。 一、第2...
2026-04-10
《供配电系统设计规范》修订征求意见稿中拟修改与新增条款梳理

公园夜景亮化设计要营造温馨明亮的氛围

公园夜景亮化设计 是为简单的夜间空间增加颜色,公园是大家娱乐休闲的场地之一,它就好像一个欢乐的海洋,可以让大家放松身心,除掉苦恼。今天明亮照明我与大家分享一下公园夜...
2022-09-28
公园夜景亮化设计要营造温馨明亮的氛围

确定照明需求和设计目标

设计目标是基于现有灯具的性,或是基于应用的照明需求。 LED 照明 必须满足或超过目标应用的照明要求。因此,在建立设计目标之前就必须确定照明要求。对于某些应用,存在现成的...
2022-07-15

公园雕塑亮化打破单一的公园夜景欣赏模式

公园雕塑亮化 是近年来出现的一种新的艺术表现形式。根据光线的诠释,呈现出不一样的艺术氛围,照亮了公园的夜景,打破了欣赏公园夜景的单一方式,大大提升了居民夜间外出的幸...
2022-08-02
公园雕塑亮化打破单一的公园夜景欣赏模式

热销商品

耐磨耐油丁腈耐高温氟胶防水环保级硅胶包覆聚四氟橡胶O型密封圈

本款O型密封圈采用多层复合结构设计,外层为环保级硅胶,具备优异的防水、耐候与生物相容性;中间层采用耐磨耐油的丁腈橡胶(NBR),确保在油污环境中长期稳定运行;内层则选用...
1

电焊机焊把线电焊线国标电缆线16 25 35 50 70平方纯铜焊把线

电焊机焊把线,作为焊接作业中不可或缺的一部分,其质量直接关系到焊接质量和安全。国标电缆线1625355070平方纯铜焊把线,严格遵循国家标准,采用纯铜材质,确保了优秀的导...
4.2

100%桑蚕丝香云纱饰品发圈发夹口罩眼罩发带腰封直播专拍单拍无效

100%桑蚕丝香云纱饰品系列,精选天然桑蚕丝与非遗香云纱工艺匠心打造,质感柔滑亲肤,光泽雅致,尽显东方韵味。包含发圈、发夹、口罩、眼罩、发带、腰封等多款实用配饰,适...
1

灭火器检查记录表消防器材点检卡月检查卡套卡片标签定满包邮增票

灭火器检查记录表、消防器材点检卡、月检查卡套、卡片标签等消防器材管理工具,是保障消防设备安全运行的重要辅助工具。这些记录卡和标签用于定期检查灭火器、消防...
0.36

鸿雁开关插座面板旗舰店家用暗装墙壁86型一开带五孔多孔X86-1

鸿雁开关插座面板旗舰店推出的家用暗装墙壁86型一开带五孔多孔X86-1,是一款设计精良、功能齐全的家居电气产品。该产品采用86型标准面板尺寸,安装方便,适用于各种暗...
4.71

网站栏目