无线抄表系统设计与实现(2)

　　3 下位机软件设计
　　3.1 采集器软件设计
　　采集器程序流程图如图4所示：采集器接收到协调器发送的命令（用户地址）后，与本模块负责管理的用户地址对比，若在本模块负责范围内，则采集器会发送相应用户数据信息给协调器。
　　图4 采集器程序流程图
　　3.2 协调器软件设计
　　协调器软件设计流程图如图5所示：首先协调器进行串口初始化，包括设置波特率、中断等，并以广播方式建立网络，之后对串口和无线监测，当串口或无线事件发生时进行处理，若是串口事件发生，则协调器通过串口接收到上位机命令并无线发送出去，若是无线网络事件发生，则协调器会进行处理：新节点加入网络还是接收无线数据。
　　图5 协调器程序流程图
　　4 上位机软件设计
　　上位机所用的串口通信程序采用LabVIEW编写，LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发，是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。本设计过程中，上位机程序主要实现对下位机的控制和对信息的读取与显示等功能。其中用到的函数有：①VISA串口中断;②VISA串口字节数;③VISA读取;④VISA关闭;⑤VISA配置串口。核心部分程序流程图如图6所示。
　　图6 上位机程序流程图
　　下面是采用LabVIEW实现的数据显示部分，本部分通过字符串截取控件筛选出需要显示的数据，通过控件显示，再通过字符串/数值转换控件将数据转化为数值，这样可以通过仪表、波形图等控件显示出来，更加直观而且便于观察。数据显示部分框图如图7所示。
　　图7 数据显示部分设计
　　5 模拟测试
　　为了测试抄表节点的实际运行效果，在实验室环境进行了模拟测试。模拟网络由1个协调器、1个路由器、2个抄表终端节点、3个数字量传感器模拟水、电、气信息量，并连接至有RS-485总线的系统板上，1台PC机通过RS-232通信接口与协调器相连。通过设置LabVIEW设计的上位机软件来查询1号楼，1单元，101室的用量信息，查询结果如图8所示。
　　图8 上位机查询界面
　　在选择不同的单元、门牌号时，程序会通过串口发送不同的指令以获取不同的用户数据。此外上位机还可以导入用户头像，在选择时可以显示图片，更加直观，另外还添加了语音播报功能，可以播报查询信息和显示系统时间。
　　6 结语
　　上面的调试结果成功完成了整个系统的设计和实现，模拟实现了自动抄表过程，但还存在很多不足之处，例如传输距离只有几十米，通信距离比较短。在实际应用中，若要扩展通信范围，一方面在采集器端增加功率放大器，另一方面也可以在抄表两端之间再加中继器，这样才可以实现更远距离的抄表，另外目前水、煤气仪表仍然是机械表，没有RS-485接口，只有电表具有RS-485接口，何时能将机械表更换成电子表还有待于国家相关部门的改进。
　　【参考文献】
　　[1]朱永利，陈涛，郭少杰.ZigBee技术在无线抄表中的应用[J].电力系统通信，2008，29（190）：37-38.
　　[2]汪银芳，马世伟.一种基于ZigBee的无线抄表系统研究与设计[J].测控技术，2013，32（1）：14-18.
　　[3]鲍卫兵，陈伟杰.基于ZigBee的无线抄表系统的设计与实现[J].工业仪表与自动化装，2013（2）：34-45.
　　[4]沈曙明.无线远传集抄系统[D].南京理工大学，2014，3.

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