【應用案例】基于Arm?的遠程電表抄表系統(tǒng)集中器
遠程電表抄表系統(tǒng)框架
目前遠程電表抄表系統(tǒng)主要包括電表、采集器、集中器、主站管理中心。如圖 1所示。采集器通過總線方式（多為485總線）收集電表信息，然后再通過總線將信息傳輸?shù)郊衅魃?，集中器可通過以太網(wǎng)或者公網(wǎng)無線方式和主站管理中線通信。系統(tǒng)中采集器和集中器容易產(chǎn)生混淆。
電表主要是用來測量電能的；采集器主要有三個功能：采集電表數(shù)據(jù)（如峰、谷、平不同時段的數(shù)據(jù)）、保存、通過電力載波響應集中器的命令上傳數(shù)據(jù)或向電表下傳執(zhí)行命令（如電表有可以切斷用戶用電的功能）。集中器主要將收集的信息進行存儲處理并且和主站管理中心通信。
圖1 遠程電表抄表系統(tǒng)框架
集中器通常一個變臺區(qū)一個，裝在變壓器附近，如配電室。工作的環(huán)境較惡劣，這對集中器硬件的可靠性和穩(wěn)定性有一定要求， 要符合工業(yè)級要求。另外集中器需要和采集器和主站管理中心通信，所以其主控需要支持豐富的接口，對集中器的要求如下：
- 以太網(wǎng)，用于集中器與主站管理中心有線通信。
- GPRS，用于集中器與主站管理中心無線通信。
- RS-485、CAN總線，實現(xiàn)集中器與采集器通信。
- 按鍵，用于對集中器進行人工選擇和設置。
- Debug（RS-232）接口，用于對集中器調試。
- 本地抄表具備2路（可擴展至3路）RS485；
圖2 M28X-T功能框架
集中器除了可以設計成485總線集中器通信，還可以設計成CAN總線。
CAN總線與RS-485總線以1Mbit/S的高速率傳輸?shù)木嚯x都不超過100M，可謂高速上的距離差不多。但是在低速時CAN以5Kbit/S時，距離可達10Km，而RS-485在低的速率也只能到1219m左右。可見CAN在長距離的傳輸上擁有相對較好的。CAN總線是多主從結構，每個節(jié)點都有CAN控制器，多個節(jié)點發(fā)送時，以發(fā)送的ID號自動進行仲裁，這樣可以實現(xiàn)總線數(shù)據(jù)不錯亂，而且一個節(jié)點發(fā)完。另一個節(jié)點可探測到總線空閑，馬上發(fā)送，省了主機的詢問，提高了總線速率，增強了快速性。RS-485只規(guī)定了物理層，沒有數(shù)據(jù)鏈路層，對錯誤無法識別，除非一些短路等物理錯誤。這樣容易造成一個節(jié)點破壞，一直向總線發(fā)數(shù)據(jù)，造成整個總線癱瘓。所以RS-485一旦壞一個節(jié)點，這個總線網(wǎng)絡就會癱瘓。CAN總線有CAN控制器，可以對總線任何錯誤進行檢測，CAN節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響，CAN總線在網(wǎng)絡各節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信實時性強。
廣州致遠電子有限公司M28X-T系列核心板，是基于 Freescalei.MX28（ ARM926EJ-S?）系列芯片為核心的嵌入式工控核心板。主要是針對工業(yè)及消費電子、汽車行業(yè)推出的高性能、低功耗處理器，包含了豐富的外設資源供開發(fā)。如所示。
圖3 M28X-T核心板
- CPU： Freescale i.MX283/ i.MX287；
- 運行頻率： 454MHz；
- 支持 64/128M DDR2；
- 支持 64/128MB NAND FLASH；
- 支持獨立硬件看門狗；
- 支持多種文件系統(tǒng)，支持 SD/MMC 卡、 U 盤讀寫；
- 支持 1 路 USB2.0 HOST、 1 路 USB2.0 OTG；
- 支持 2 路 10M/100M 以太網(wǎng)接口，支持交換機功能；
- 支持多達 6 路串口、 2 路 CAN；
- 支持 1 路 SD Card 接口， 1 路 SDIO；
- 1 路 I2C、 1 路 SPI、 1 路 I2S 及 4 路 12 位 ADC；
- 支持 JTAG 調試接口；
- 采用 6 層 PCB 工藝；
- 所有元器件均符合工業(yè)級-40℃~+85℃要求 。
