基于GPRS供水管網抄表系統的設計與實現

4 PICl6F873A與抄表數據處理
4．1 PICl6F873A簡介
PICl6F873A是Microchip公司推出的基于8位的高性能RISC指令系統、哈佛總線和兩級指令流結構單片機。該器件具有20個輸入／輸出可編程端口，13個中斷源。I2C和SPI串口總線端口，通用同異步收發器USART等。
水量計數器采用WS02型自保持開關傳感器。此專利產品檢測電路簡單，只需在信號線上接入30 kΩ電阻，此電阻連接電源，輸出高低電平。檢測電路如圖3所示。比如：要求裝配好的遠傳水表每10千克水發送一個脈沖信號．則應將指針安裝在xO．001位置。每當到達10千克水時．產生一個高電平，利用PIC16F873A的RB4引腳電平變化中斷功能．記錄數據。并且在定時開啟GPRS前，將當日的所記錄水量存入PIC16F873A的E2PROM中，防止丟失數據或由其他意外情況引起的誤處理。

利用PIC16F873A定時器／計數器TMRl工作于異步計數器模式，即使PIC16F873A進入睡眠狀態，TMRl仍可持續運行，溢出時產生中斷請求。在TMRl自帶振蕩器的兩個外部引腳上跨接一只廉價的32．168 kHz微型石英晶體振蕩器．作為TMRl工作的時間基準。此設計具有實時時鐘，即定時開啟GPRS模塊，定時發送數據，從而實現節能，并可通過數據服務中心修改定時發送時間。
4．2 數據服務中心的構建
數據服務中心負責整個系統數據的采集處理和發布．協調系統的正常運作，是整個系統的重要組成部分。其主要功能包括：向各數據采集終端發送配置指令，接收采集終端發送的各項數據，對數據處理分析并保存至數據庫，以及發布數據等。
系統中，安裝的水量采集終端數量比較多，要將水量數據長期保存和隨時查看，同時對數據的安全性也有極高要求，為了更好均衡系統性能．使數據服務中心能長期穩定運行，因此數據服務中心由多臺服務器分別承擔數據存儲，數據采集，數據對外發布，提供網絡各項服務多項任務。
數據采集服務器上的主程序為確保數據的實時性，將始終處于運行狀態。該程序用Visual C++6．0編寫．通過建立服務端，用WinSock監聽并建立來自終端的連接后，在網絡上與各終端進行通信，收發終端數據信息。為達到并發的需求，數據采集主程序采用多線程機制，為新建立的連接創建一個單獨的收發數據線程，充分保障各個采集終端的數據傳輸獨立性、及時性和安全性。為確保數據采集程序能長期穩定運行，另建一個守護進程對主程序進行實時監控。采集到的終端數據經過解析、處理后存儲至數據庫服務器的Oracle數據庫中。在數據的發布上，與傳統應用系統的C／S模式相比較，借助Internet的B／S架構因其對用戶要求低，簡潔方便，低成本及易于維護利于升級等各項優勢，更適用于新型自動水量監測系統。在該體系結構中，可以劃分為3層：瀏覽器―Web服務器―數據庫服務器。在B／S架構中，以.NET和JAVA兩大平臺最為流行，但J2EE在擴展性，移植性等方面更占優勢，并能提供較好的安全機制，加上有眾多的開源支持，因此水量查詢的Web站點采用Java編寫，利用成熟的開源框架Struts+Spring+Hibernate實現，這些優秀的開源框架使得開發周期大大縮短，同時很好地封裝底層實現細節，開發人員能專注于業務邏輯領域。站點布署在Tomcat服務器中，通過從數據庫中取得實時和歷史數據后，在站點上生成動態網頁供用戶通過Internet查詢、訪問、存儲和打印，且利用強大的開源報表工具JasperReport，可以將所需數據生成報表供外部用戶下載存檔使用。不同權限的用戶通過登錄站點可以對有關數據進行各項維護操作。

5 結語
目前，我國城市管網更新改造的任務逐年加大，迫切需要使用管網水利檢測優化設計系統。通過對主管網的水量檢測數據，與專業理論、方法相結合，進行深度開發研究，為管網規劃設計、建設施工、各種運行狀態下的優化調度以及事故搶修等提供決策支持。該系統不只局限于供水行業，略加修改可用在排水、燃氣等行業，具有廣泛應用價值。