现在，我国城市居民用户的电表、水表、天然气表许多是人工抄表，由抄表作业人员每月逐一检查各种外表，也有许多区域现现已过抄表改造工程完结了会集抄表。
因为现在现已运用的长途抄表还面对一些应战：比方初期本钱较高，一起总线上传输的数据是终端用户所消费的水、电、气等重要数据，对总线的抗搅扰性要求非常高，要具有反抗容性、理性的巧合搅扰的才能，为节省本钱，要选用长途供电的方法给从设备供给电源，以尽可能削减元器材的运用。
为了处理以上问题，本文规划了一种依据CAN总线的长途电表抄表体系会集器。依据CAN总线的智能电表体系具有造价较低，可靠性高，组网简略，办理便利，操作简捷等长处，而且能够通过扩展和晋级硬件，运用有线网络或无线网络通讯，把会集器收集到的实时数据发送到售电公司的办理体系中统一办理，通过运用线损剖析、长途通断电、防窃电剖析等功用到达更高的智能化。
1 会集器的功用及原理剖析
一般的智能电表体系由四部分组成：表头，会集器，通讯器，上位机体系。详细如图1所示，其作业原理是通过一体化载波表或安装在电表表尾的电力计量传感体系模块经CAN总线组网，会集器按设定好的时刻段接纳数据并保存到内部flash中，当上位机发来读数据的信号后上位机通过RS232或RS485读数，读到的数据通过网络传送到用电办理中心。
在长途抄表表体系中，会集器是一个重要组成部分。
会集器通过CAN总线操控并读取表头的数据，数据存储在会集器的flash中。会集器履行从上位机发送的操控指令：
对时、读flash、读表数、限电、添加表头地址等。
会集器通过CAN操控器发送读表指令信号到总线上，每个表头依据读表指令将收集的信号通过CAN总线发送到会集器。会集器将收集的信号存储在flash芯片中。上位机通过串口发送读数据信号到会集器，会集器就把存储在flash中的数据传送给上位机。
2 会集器硬件规划
主控芯片选用的是ST公司的STM32系列的STM32F103Tx，该系列单片机是ARM的CortexTM-M3处理器是最新一代的嵌入式ARM处理器，它为完结MCU的需求供给了低本钱的渠道、减缩的引脚数目、下降的体系功耗，一起供给杰出的核算功用和先进的中止体系呼应。具有运转速度快(体系时钟频率最高可达72MHz)26个复用GPIO;64KB片上RAM;2个12位模数转化器，1μs转化时刻(多达16个输入通道);3个SPI，5个USARTs，2个IIC接口;片上256KBFLASH;2个看门狗，11个守时器;芯片具有独立的实时时钟，能够相关材料丰厚，供给单片机运用库函数，用C言语编程非常便利，易于开发。
因为智能电表操控器需求很精确的实时性，以便利售电公司收取用电费用。因为主控芯片自带实时时钟，所以只需求外接独立的32.768kHz的晶体。实时时钟既能够通过寄存器设置年月日及详细时刻，一起还有闹钟功用，守时中止进行指定操作。
智能电表会集器的硬件部分结构如图1所示，主要有ARM，Flash，时钟芯片，接口电路，RS232，RS485，电源等组成。ARM作为操控芯片，有规范规划;ARM接口电路比较简略，以下要点评论CAN总线接口和Flash接口规划。
图1智能电表抄表体系结构框图
2.1 CAN总线接口电路规划
因为体系对信号传输过程中的安稳性和抗搅扰才能要求很高，所以CAN接口选用高规范接口电路。电路图如图2所示。
图2CAN接口硬件电路图
CAN-bus接口电路选用+3.3V供电，挑选CTM8251A阻隔CAN收发器。该芯片是3.3V工业级的阻隔CAN收发器。CTD0信号衔接主控芯片的CAN操控器的发送脚，CRD0信号衔接CAN操控器的接纳脚。CTM阻隔CAN收发器内有一完好的CAN-bus阻隔收发器电路，能够将来自CAN操控器的逻辑电平转化为CAN总线信号，并具有DC2500V阻隔功用。别的，CTM收发器能够挑选集成ESD维护功用的“T”系列，然后省掉外扩的ESD维护器材。共模扼流圈T1起着EMI增强的功用，用于进步设备的EMI才能;共模扼流圈T1的电感参数很重要，挑选CAN-bus专用器材，比方EPCOS的B82793扼流圈。
2.2 Flash接口电路规划
会集器需求对与之相连的每个电表表头收集数据，所以数据量较大，然后对存储有着较高的要求，故选用ST的M25P64-VMF6TP。该芯片为64M串行接口闪存，增强数据传输时钟速率为50MHz;读的吞吐量为50Mbps;接口为简略的4线SPI(串行外围设备接口)接口;深度降功耗形式连续功耗，电流耗费仅为1uA。
M25P64Flash芯片，通过SPI总线与ARM相连。SPI总线体系是一种同步串行外设接口，它能够使MCU与各种外围设备以串行方法进行通讯以交流信息，一般运用4条线：串行时钟线(SCL)、主机输入/从机输出数据线MISO(SDO)、主机输出/从机输入数据线MOSI(SDI)和低电平有用的从机挑选线CS。SPI以主从方法作业，一般有一个主设备和一个或多个从设备。
图3为ARM与Flash的衔接电路图。以下几点阐明：(1)SCL串行时钟信号，由主设备产生;(2)SDO主设备数据输出，从设备数据输入;(3)SDI主设备数据输入，从设备数据输出;(4)CS为片选，从设备使能信号，由主设备操控。(5)对7、15、16角外接上拉电阻，进步芯片输入信号的噪声容限增强抗搅扰才能。
图3Flash接口硬件电路图
3 会集器软件规划
会集器体系选用数序程序规划，按功用模块规划程序，由主程序调用各个功用模块程序完结各个相应功用，各个功用模块通过调用底层函数完结相应的操作。详细流程见图4，发动后，开端初始化体系。体系进入等候指令形式，假如有上位机操作指令或有守时中止产生则进入对时程序，对时假如超出一守时刻还未成功则向上位机报警。
对时成功后，会集器持续等候上位机的读数指令或等候中止读数指令。当收到读数的指令后，守时读数使会集器按设置的时刻，主动读取表头收集来的数据;读数使会集器读取当时表头的数据。
图4体系软件流程图
会集器通过CAN总线能够挂载最多100个表头，会集器宣布CAN总线设备的ID。每个分体系表接纳到对应的ID号后，依据体系宣布的读表头指令来反应数据。假如CAN通讯有毛病，CAN操控器通讯将报毛病。如体系回路正常，会集器的发送指令数据包。每帧CAN数据包括8字节，因为每次读数的数据流量不是很大，所以每次通讯只需求运用一帧CAN数据即可，表头ID运用帧ID来辨认，每个表头对应独立的帧ID。
会集器发送CAN数据指令包到CAN总线，表头依据各自的ID挑选接纳读表指令后发送应对数据到CAN总线上。
会集器将接纳到的应对数据提取出电表读数存储在flash中。CAN数据收发作业流程如图5所示。
图5数据收发流程图
4 结束语
本规划作为智能电表抄表体系的一部分，现在成功运用于某些长途抄表体系中，因为本钱适中、功用安稳，取得了较好的经济效益，具有很好的推行远景，一起通过简略的修正就能够开宣布其他的长途抄表体系，如燃气长途抄表体系等。
