基于嵌入式系統的遠程抄表研究與實現

3 系統買現
遠程抄表系統的系統結構如圖1所示，具體的工作流程為：首先，光電傳感器采集到的信號經采集器處理成儀表的絕對讀數值，將該值封裝到數據幀的相應位置，啟用CRC算法，加上校驗字節，利用通信協議機制將數據幀發送出去；接著，在該協議機制下集中器將接收到的數據封裝成PDU(Protocol Data Unit，協議數據單元)數據包，通過GSM網絡發送去出；然后，中央處理站的匯集器將收到的PDU數據經處理通過USB接口批量傳送剄服務器上；最后，由服務中心加以利用。
3．1 硬件設計
數據采集器主要由數據采集單元、數據處理單元、數據傳輸單元和電源模塊組成。數據傳輸單元采用高性價比的ATmegal28L作為徽控制器，電源模塊采用線性電源以降低誤碼率，并配備顯示調試接口和EEPROM存儲單元。而數據集中器主要是在數據采集器的基礎上增加了GSM短信收發模塊。
數據匯集器區別于采集器采用以S3C2410作為徽處理器，這主要是基于對ARM(Advanced RISC Machines)與單片機性價比的考慮。采用RISC架構的ABM微處理器具有體積小、低功耗、高性能；支持Thumb(16位)／ARM(32位)雙指令集，能很好地兼容8 位／16位器件；大量使用寄存器，指令執行速度更快，執行效率更高等特點。因此，在無線通訊、工業控制領域，消費類電子產品、網絡產品、成像和安全產品中得以廣泛應用。
就此系統而言，匯集器使用ARM處理器對于以后升級、網絡傳輸功能的增強、效率的優化極其有利，對于擴展開發也可采用ARM內核ZIG-BEE無線單片機來代替。而采集器和集中器具有實時性要求不高、處理任務較單一和面向采集現場的數量較大等特點，因此采用ATmegal28L為核心處理器達到了性價比的最優配置。
3．2 軟件設計
為了避免同頻干擾的問題，集中器與采集器的通信采用TDMA(Time Division Multiple Access，時分多址)技術，把集中器與任意一臺采集之間的通信采用時分的方式分開，集中器通過掃描的方式與各臺采集器進行單臺通信，這樣系統中的集中器與采集器的通信方式就成為點對點的通信方式，即整個點對多點系統的通信就成為若干個點對點通信的組合。并采用如表1所示的幀結構，加上打包、解包機制和雙方的握手協議實現數據傳輸。

4 結束語
基于嵌入式的遠程抄表系統中通信協議，特別是MAC協議的優化、高頻電路的設計是難點也是重點，此外設備間的互操作性、協調性，數據傳輸的同步性、安全性也需要考慮。
目前，此遠程抄表在“溫州市晟恒科貿有限公司倉庫溫濕度監測”中得到了初步應用。