电路仿真软件详谈(23),基于proteus电路仿真软件远程抄表系统设计、仿真
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电路仿真软件的重要性,由电路仿真软件在现实中的应用所决定。对于电路仿真软件,大家均有所了解。proteus电路仿真软件的相关内容,小编在往期文章中也已做诸多介绍。本文中,将介绍如何基于proteus电路仿真软件进行远程抄表系统的设计和仿真。如果你对本文即将涉及的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读。
一、系统组成及其工作原理
该远程抄表系统主要是由PC上位机、集控器和采集器三部分组成,系统的结构框图如图1所示。
图1 系统总框架图
从上图中可以看出,抄表系统分三个层次,最上层为小区中央处理机,用来全面监控;中间层由小区内部局域网(以太网)构成,是数据传送的大通道;最底层为四表数据采集层,由RS485网络构成,完成四表的数据采集、集中并向上位机传送的功能。上层是利用VB语言设计的一个界面友善、操作方便的软件系统,用户只需要简单的按键操作就可以实现数据经网口进行远程收发。发送的命令,经内部局域网传送到远端的网口转串口设备。中层的集控器主要负责对命令识别并实现该命令的相关操作,如全抄表、单用户抄表和定时抄表命令。下达的命令经RS485总线网络传送给各个用户家中的采集器中,然后对脉冲表(如煤气表、水表、电表等)进行读取并存储,最后再经RS485总线上传。
二、系统主要硬件电路设计
本系统的优势在于能使四表数据通过小区内局域网传输。其采用了台湾摩挲公司的串口上网接口设备Nport Express DE-311,它是一种单片机网络接入设备,有两个端口,一个是RS232或RS485电平的输入接口,另一个是网络接口,内部自动对数据进行TCP/IP封装,对用户来说是完全透明的,如图2所示。该设备在市面上已经非常普及。
图2 Nport应用图
集控器的硬件电路设计主要包括CPU、外围存储模块和数据上传/下载模块,其结构如图3所示。本设计中,CPU选用的是AT89C51;外围存储模块选用了串行E2PROM的24C02芯片,它是基于I2C-BUS 的存储器件,遵循二线制协议,具有接口方便、体积小、数据掉电不挥发等特点,在仪器仪表及工业自动化控制中得到大量的应用。系统设计采用了脉冲抄表的原理,四表都是脉冲式的数字表,主要由霍尔传感器组成。数字表内的感应器每旋转一周,发出一个脉冲,使耗费量和脉冲数成正比,可根据脉冲数来确定用量的具体值。采集模块主要由ULN2003、74LS378、7411、CD40174等四个芯片组成,最多可采集6路数据,由于本设计中只采集四表数据,所以有两路悬空未用。
图3 集控器的硬件电路
CD40174芯片的Q0~Q3分别接至AT89C51的P1.0~P1.3。同时,7411芯片产生的负脉冲信号送至单片机的INT0,以便有智能终端脉冲产生时,使CPU能产生中断,进行采集。对P1.0~P1.3进行循环查询,则可知采集的脉冲数来自哪个数字表,采集程序流程如图4所示。
图4 采集程序流程图
三、系统软件系统设计
系统的软件设计主要包括两部分,一是采集器和集控器的C语言编程,二是上位机的控制程序编程。这里主要介绍上位机程序编程。上位机操作平台采用VB编程,与网络的联系通过一个通用控件Winsock来完成。Winsock控件对用户来说是不可见的,它提供了访问TCP和UDP网络服务的方便途径,通过设置控件的属性并调用就可轻易连接到一台远程机器上去,并且还可双向交换数据。它提供了两种传输模式,即TCP和UDP。由于TCP模式是一种面向连接的传送方式,在传送数据前,通信双方必须都收到对方的回应信号才能启动数据的传输,因而占用了大量的时间用来完成握手信号的传送,而UDP模式是一种快速存取数据的通信方式,发送与接收都不需要重新建立联机,节省联机的时间,本设计中采用UDP模式。软件系统设计选择了用Vista透明窗体风格,主要包括软件登陆模块、用户管理模块、系统设置模块、抄表设置模块、数据管理模块、计费设置模块等部分,其中大部分模块设计中都涉及到了数据库操作。
四、结语
该系统克服了传统有线抄表方式的弊端,传输数据量大、准确性高、通信费用低。其基于Proteus技术,组网灵活、易于扩展,使设计与施工的难度和成本得以降低,具有良好的开放性、可靠性和可扩充性,有着重要的现实意义与广阔的发展前景。
以上便是此次小编带来的“电路仿真软件”相关内容,通过本文,希望大家对基于proteus电路仿真软件远程抄表系统设计、仿真具备一定的认知。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!