电脑知识与技术本栏目责任编辑: 李桂瑾人工智能及识别技术关于智能家居电力载波的数据采集器设计1引言随着科技的进步和人民生活水平的不断提高, 住宅智能化在当今生活中显得日益重要起来。但是由于现有布线网络和监控、通讯、 保安、 管理等设备都是针对大型高层楼宇的, 价格高, 且难以在建成的住宅中使用, 所以人们找寻并开发了一种简单有效且经济的方案。电力网是一个近乎天然、 入户率绝对第一的物理网络. 由于电力线机械强度高, 可靠性好, 用于通信不需要线路的基础建设投资和日常的维护费用, 因此电力线通信具有较高的经济性和可靠性, 在电力系统的调度通信、 生产指挥、 行政业务通信以及各种信息传输方面可以发挥重要作用。低压电力线载波通信技术能够利用低压电力线进行数据通信, 不需要再架设专用电缆, 给远程数据采集及通信系统的实现提供了很大的方便。本设计就是在电力线为通讯介质的前提下, 探讨了家庭智能网络的一部分应用———小区自动抄表系统。研究对象的侧重点是整个通讯系统中的最基本单元———采集器。虽然电力载波技术不论在欧洲、 北美等地区还是国内在“ 最后一公里”接入, 以及构建“智能家庭”中都有较快的进展, 具有良好的发展前景。但是相对传统电信技术而言是一个新生儿, 有很多不完善的地方。在技术、 相关标准、 合作组织、 市场推广、 赢利模式和产业链的形成等方面面临众多的挑战, 该技术的成功推广需要多方面的努力。2数据采集器自动抄表系统主要由三大主要硬件单元构成——器, 集中器, 中心服务器。数据采集器是整个通讯网络的最基本单元, 它主要负责的是对单个电表的数据进行采集, 并且将每个用户的数据分别存储, 然后当接收到集中器的命令时, 将用户数据发送给集中器, 数据采集器不单可以把数据传输给集中器, 而且可以将数据通过红外线通讯方式, 把数据传输给相配套的掌上电脑。这样不仅使得数据得到更有效的保存, 而且大大增强了整个系统的灵活性和可扩展性。当然, 数据采集器还要在面对很多意外情况下仍然保证数据的准确可靠:2 . 1保证在突然停电的情况下, 数据仍然正确保存采用了 I I C总线的 E E P R O M最大特点就是能利用旁接的大电容供应微小电流的情况下, 完好—数据采集芯片进行数据存储, 这种芯片的保存数据, 而由于该种芯片本身需要电流非常微小, 加上足够大的电容之后, 可以使得数据的保存达到 2 天以上, 完全可以应对停电带来的不便。2 . 2在电表传感器传输的信号有毛刺或者抖动时,信号采取软硬结合的方法进行滤波, 消除干扰, 硬件上我们是信号进入处理器之前, 我们使用光耦远见, 保证输入的脉冲信号不对毛刺进行识别,而且输入的脉冲信号都是宽度相同的脉冲信号, 这也为软件设计提供了良好的工作环境; 软件上, 我们对多路信号进行实时判断,在每个采集器所监控的 1 6 个用户单元中任意一个信号发生改变, 处理器都会马上得知, 并判断出信号的对应用户进而将信号存储在正确的单元。2 . 3不同时段按不同费率纪录由于电力系统越来越复杂, 收费标准越来越细化, 我们会将用电的不同时段给予不同的费率, 因此数据采集器自身必须要能正确判断时段, 并加以分类存储, 我们采用了 I I C进行管理, 以实现该任务, 时钟芯片可以有很多种工作方式, 我们主要使用了时钟芯片的定时报警功能,处, 我们预先设置时钟芯片发出报警信号, 处理器在接受到信号后马上对自身进行调整, 在进入下一时段的用户信息加以不同的标注, 这样就达到了分时段管理的目的。2 . 4统一较时由于不同时钟芯片随着工作时间的推移, 在不同环境下产生的温度漂移现象就会越来越突出, 这会使得数据采集器“ 各自为政”, 产生的误差将日积月累, 变得无法控制, 进而不能公平准确的记录,而实现每个数据采集器拥有正确的时间是非常重要的。我们采用了定期由集中器发出统一指令, 让数据采集器统一校准时间, 这个办法可以很好的解决这一时间问题。3采集器的硬件设计原理3 . 1电源部分本设计中的供电部分都是从电力线变压而来的, 而除了供应数字电路和模拟电路的+ 5 V电压之外, S S C入电压, 我们首先使用了一个降压整流电路, 将电力线的 2 2 0 V流电降压, 并整流为直流电, 图 1 为降压的原理图。P S 1 为过电流保护的保险丝, C N B正确识别总线的时钟芯片在两个不同时段的交界P 3 0 0 还需要- 5 V的输交是压敏保护器, 电容 C X和收稿日期: 2 0 0 7 - 0 5 - 1 5作者简介: 汪全( 1 9 8 1 - ) , 男, 湖北武汉人, 硕士研究生, 研究方向为信息安全与智能信息处理。汪全( 广州大学松田学院, 广东 广州 5 1 1 3 7 0 )摘要: 低压电力线载波通信技术能够利用低压电力线进行数据通信, 不需要再架设专用电缆, 给远程数据采集及通信系统的实现提供了很大的方便。本设计就是在电力线为通讯介质的前提下, 探讨了家庭智能网络的一部分应用——点是整个通讯系统中的最基本单元———采集器。关键词: 电力载波, 单片机, 采集器中图分类号: T P 3 2文献标识码: A文章编号: 1 0 0 9 - 3 0 4 4 ( 2 0 0 7 ) 1 2 - 2 1 6 7 0 - 0 3O n I n t e l l i g e n t H o m e P o w e r L i n e C a r r i e r D a t a A c q u i s i t i o n D e s i g nWA N G( S o n T a n C o l l e g e o f G u a n g z h o u U n i v e r s i t y , G u a n g z h o u 5 1 1 3 7 0 , C h i n a )A b s t r a c t : T h e p o w e r l i n e c a r r i e r c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y c a nn o t n e e d i n g t o s e t u p t h e s p e c i a l - p u r p o s e c a b l e a g a i n ,t h e r e a l i z a t i o n f o r t h e l o n g - r a n g e d a t a g a t h e r i n g a n d c o m m u n i c a t i o n s y s t e mg r e a t c o n v e n i e n c e . T h i s d e s i g n i s o n t h e b a s i s o f u s i n g t h e p o w e r l i n e a s t h e c o m m u n i c a t i o n m e d i u m , a n d w e d i s c u s s e d t h e a p p l i c a t i o n s o f a p a r to f t h e f a m i l y i n t e l l i g e n c e n e t w o r k —a u t o m a t i c m e t e r i n g s y s t e mi n c o m m u n i t y .b a s i c u n i t i n t h e e n t i r e c o m m u n i c a t i o n s y s t e m —c o l l e c t i n g .K e y w o r d s : p o w e r l i n e c a r r i e r ; MC U ; c o l l e c t i n g—小区自动抄表系统。研究对象的侧重Q u a nu t i l i z e t h e p o w e r l i n e o f l o wv o l t a g e t oc a r r y o nd a t a c o m m u n i c a t i o n,o f f e r s v e r yT h e m a i n r e s e a r c h o b j e c t o f t h i s d e s i g n e m p h a s i z e s o n t h e m o s t1 6 7 0
