1.概述
随着科技的进步和人们对信息化要求的提高，智能住宅将逐渐在全国范围内得到推广。智能化住宅的主要功能应当体现在快捷、高效、安全和方便上，其中智能抄表系统是智能楼宇控制系统中优点的充分体现。自动抄表系统是利用当代微机技术、数字通讯技术与仪表计量技术的完美结合，集计量、数据采集、处理于一体，将城市居民用水、电、气信息加以综合处理的系统，使供水、供电、供气公司及物业部门从根本上降低人工抄表的繁杂劳动强度；准确、便捷的收费系统，很大程度上提高了管理部门的工作效率，适应现代用户对缴费的新需求。
本文主要介绍通过ST16C552实现的便携式M-BUS远程抄表系统方案，具有数据采集、数据备份、数据上传、缴费单打印等诸多功能。
2.M-BUS简介
Meter-Bus简称M-BUS系统，是欧洲专为家用仪表数据传输设计的总线制系统，是一种用于水表、电表、气表、热表等各种测量装置的自动抄表总线结构，具有可靠性强、成本较低、易布线施工、维护简便、负载能力强、可以为终端供电等优点。通过无极性的两芯线即可实现多种方案，可靠地实现远传抄表、远传诊断、远程控制、分时计价等功能，在国内将逐渐取代RS-485总线接口，成为最普遍的总线制抄表系统。
3.ST16C552芯片特点简介
ST16C552是一款双通道的通用异步收发器(UART)芯片，带有一组双向的兼容CentronICs型打印机并行端口。其中，并行端口可以由用户自行定义为普通的I/O或者连接到打印机的打印接口。
ST16C552作为一款增强型UART，含有16个字节的FIFOs、moden的全部控制接口以及高达1.5Mbp/s的数据传输速率，通过设置内部寄存器定义传输数据的起始位、停止位、奇偶校验位及数据长度；内部状态寄存器为用户提供错误指示和当前工作状态等信息；系统的中断控制可以根据用户的需求进行设置；内部的数据反馈功能实现芯片对自身数据传输的检测；通过一个可编程的波特率发生器设置发送器和接收器的数据传输时钟信号；采用先进的CMOS工艺实现芯片的节电模式功能，减少对电源的损耗；68脚的PLCC封装完全兼容16C450和16C550。ST16C552结构图如下图所示。
4.ST16C552方案介绍
本方案设计的便携式M-BUS系统采用15V电源供电，内置3.6V锂电池作为备用电源，仅为MCU及ST16C552供电。ST16C552作为通讯部分的主芯片，主要实现对终端表数据的采集、与PC机之间的通讯以及对打印机的控制。MCU采用OKI的ML610Q431，实现对ST16C552芯片的控制、对终端表数据的存储、数据的处理、按键控制以及LCD显示，LCD主要显示终端表数据、控制界面、时钟等信息。
4.1通讯部分
通讯部分主要包括ST16C552、SP3220E、一台支持Centronics型并行接口的微型打印机、DB9串行接口、前端模拟电路，示意连接图如下图所示。ST16C552的DataBusInterface与MCU的I/O口连接，接收控制命令、发送终端表数据、反馈数据传输状态信息：UART的通道A与MBUS数据收发端连接，发送数据采集命令、接收终端表数据iUART的通道B通过一个SP3220E将收发信号转换成标准的RS-232电平信号与DB9串行接口连接，实现主机与上位机(PC)之间的通讯；ST16C552的并行端口与打印机连接，控制打印机打印缴费单。前端模拟电路处理UART信号与MBUS倍号之间的电平转换。
4.2MCU部分
MCU部分主要包括ML610Q431、LCD、4x4按键设计。ML610Q431为一款8位COMSMCU，特点如下：①含64K-FLASH、2KRAM、192byteLCDRAM；②内置硬件RTC、Melody/Buzzer驱动、2个非屏蔽中断和23个可屏蔽中断；③电压监测电路，1.35～2.9V的16级可选电平；④1024点/段LCD驱动(64SEG*16COM)；⑤1.1V～3.6V宽工作电压；⑥超低系统功耗，最低0.15μA。
MCU主要功能为：①通过内部RTC模块定时发送数据，采集命令、终端表数据；②将终端表数据存存储到内部FLASH中；③接收PC机的控制指令，将终端表数据发送到PC机、修改发送数据的采集指令、修改时钟等；④驱动LCD，显示用户信息；⑤判断按键信号并做相应的处理；⑥控制ST16C552的数据传输方式及打印机格式。
LCD显示主要包括：①时钟信息，包括年、月、日、时、分、秒；②功能设置菜单；③终端表数据信息，以水表为例，显示用户的当前月用水量、日用水量、累计金额等信息，并可通过查询功能显示前12个月的用户信息等；④ST16C552的错误提示及终端表故障错误提示等信息。
4×4按键主要功能为：MCU的一些功能设置以及用户信息的查询。
MCU电路连接示意图如下图所示。
5．软件设计
软件设计采用模块化编程，主要由主程序、通讯模块、按键处理模块、中断模块等模块组成。主程序包括单片机I/O初始化、RTC初始化、LCD初始化、ST16C552传输方式初始化、设置中断源、进入节电模式以及各子程序调用等：通讯模块包括ST16C552与MBUS总线之间的数据通讯、ST16C552与PC机之间的数据通讯、ST16C552与打印机之间的数据通讯；4×4按键处理模块采用I/O中断以及查询扫描的相结合方式，当按键按下时，先进入I/O中断程序，设置按键扫描处理标志位，退出中断程序后马上进入按键扫描程序，检测出相应的按键并做对应的处理；中断模块包括RTC中断及I/O口中断。主程序流程如下图所示。
通讯模块流程，如下图所示。
本文关键字：远程抄表 抄表系统-计费技术，电子知识资料 - 抄表系统-计费技术
