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1 简介

远程抄表系统不仅可以节省人力资源，更重要的是可以提高抄表的准确性，减少因估算或抄写造成的账单错误液晶电表 远程抄表 控制器，因此这项技术越来越受到用户的欢迎。 远程抄表系统一般包括上位机、集中器和采集终端三部分。 其中，采集终端是集中器与电能表之间的中间设备，主要具有电力数据的采集、处理、存储和转发等功能； 根据电能表的不同，电能采集终端采用智能通信（协议）或脉冲方式，通过一定的算法或程序对采集数据进行采集，对采集数据进行周期性选择性存储，实时或历史电力数据以集中器要求的格式和内容传输到集中器。

由于基于RS485总线的远程抄表系统不仅成本相对较低，而且具有数据传输稳定、可靠性高、传输距离远、速度快、抗干扰能力强等优点，本文介绍一种基于RS485总线的远程抄表系统。 电表系统采集终端的设计，该采集终端不仅可以采集脉冲式电能表的电量数据，还可以采集带RS485接口的电能表的电量数据。

2 采集终端硬件设计与实现 2.1 采集终端总体设计

采集终端的硬件结构如图1所示。

图1 采集端硬件结构框图

采集端微处理器采用基于ARM7内核的Philips控制器LPC2131，具有8kB片内静态RAM和32kB片内FLASH程序存储器，2个32位定时器，2个16C550工业标准UART和2个高速I2C总线，此外，他还在片上集成了一个看门狗和一个实时时钟。

采集终端使用两个UART扩展两个RS485接口，其中RS485接口1与集中器通信，RS485接口2与带RS485接口的电能表通信。

存储器采用串行E2PROMAT24C256。 串行E2PROM具有体积小、功耗低、硬件接口简单等特点。 它可以直接连接到 LPC2131 的 I2C 总线。

采集端通过SPI接口扩展I/O液晶电表 远程抄表 控制器，其中扩展16路I/O输入用于16路脉冲输入，扩展16路I/O输出用于数字显示电路。

采集终端的地址设置有8个地址开关，模式选择开关用于选择采集终端工作在脉冲电能表模式还是RS485电能表模式。

2.2 脉冲采集电路的设计与实现

本采集端的脉冲采集电路是通过扩展SPI接口的I/O输入实现的。 其硬件电路图如图2所示。

图2 脉冲采集电路

SPI接口通过两片74HC165实现I/O扩展。 74HC165是8位并入串出移位寄存器，其中CLK和CLKIN为其时钟输入端； QH和QH是一对逻辑电平相反的串行数据输出端； SER为级联输入端； SH /LD 为预置控制端。 为低电平时，并行数据端的数据放入74HC165的内部寄存器。 为高电平时，进行串行移位操作。 两片74HC165级联，CLK与SPI接口的SCK相连。 由于该SPI接口需要通过两片74HC595扩展数字显示电路，使SPI时序能够同时满足两片芯片的要求。 时序要求，所以SPI的SCK直接与74HC595的SCK相连，通过反相器与74HC165的CLK相连，通过I/O线nCS控制数据输入和移位操作。 当nCS输出低电平时，16路脉冲量进入74HC165内部寄存器，当nCS输出高电平时，16路脉冲数据通过串行输入端MISO输入。 为了消除脉冲输入时的抖动，特意加入电容和施密特触发器进行去抖动处理。