基于嵌入式系统的远程抄表研究与实现

3 系统买现
远程抄表系统的系统结构如图1所示，具体的工作流程为：首先，光电传感器采集到的信号经采集器处理成仪表的绝对读数值，将该值封装到数据帧的相应位置，启用CRC算法，加上校验字节，利用通信协议机制将数据帧发送出去；接着，在该协议机制下集中器将接收到的数据封装成PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)数据包，通过GSM网络发送去出；然后，中央处理站的汇集器将收到的PDU数据经处理通过USB接口批量传送刭服务器上；最后，由服务中心加以利用。
3．1 硬件设计
数据采集器主要由数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元和电源模块组成。数据传输单元采用高性价比的ATmegal28L作为徽控制器，电源模块采用线性电源以降低误码率，并配备显示调试接口和EEPROM存储单元。而数据集中器主要是在数据采集器的基础上增加了GSM短信收发模块。
数据汇集器区别于采集器采用以S3C2410作为徽处理器，这主要是基于对ARM(Advanced RISC Machines)与单片机性价比的考虑。采用RISC架构的ABM微处理器具有体积小、低功耗、高性能；支持Thumb(16位)／ARM(32位)双指令集，能很好地兼容8 位／16位器件；大量使用寄存器，指令执行速度更快，执行效率更高等特点。因此，在无线通讯、工业控制领域，消费类电子产品、网络产品、成像和安全产品中得以广泛应用。
就此系统而言，汇集器使用ARM处理器对于以后升级、网络传输功能的增强、效率的优化极其有利，对于扩展开发也可采用ARM内核ZIG-BEE无线单片机来代替。而采集器和集中器具有实时性要求不高、处理任务较单一和面向采集现场的数量较大等特点，因此采用ATmegal28L为核心处理器达到了性价比的最优配置。
3．2 软件设计
为了避免同频干扰的问题，集中器与采集器的通信采用TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)技术，把集中器与任意一台采集之间的通信采用时分的方式分开，集中器通过扫描的方式与各台采集器进行单台通信，这样系统中的集中器与采集器的通信方式就成为点对点的通信方式，即整个点对多点系统的通信就成为若干个点对点通信的组合。并采用如表1所示的帧结构，加上打包、解包机制和双方的握手协议实现数据传输。

4 结束语
基于嵌入式的远程抄表系统中通信协议，特别是MAC协议的优化、高频电路的设计是难点也是重点，此外设备间的互操作性、协调性，数据传输的同步性、安全性也需要考虑。
目前，此远程抄表在“温州市晟恒科贸有限公司仓库温湿度监测”中得到了初步应用。