(MeterBus水表技术说明书.docxVIP

概述四位干式M_BUS光电直读水表是由湖南威铭能源科技有限公司在原有的四位干式TTL输出光电直读表产品基础上设计开发的一款直读水表，采用了MEGA48单片机作为主芯片，TSS721A芯片作为M_BUS接口芯片。光电直读水表是市场应用的主流方向，M_BUS光电直读水表需求很大，而我们一直还没有自己的产品，为了填补这个空白，我们迫切需要开发一款M_BUS的水表。四位干式光电直读M_BUS水表正是基于这样的背景下提出立项，我们在这个产品的研发上已经做了很多工作，我们的设计会在其他同类产品的基础吸取各家之长，并根据现有的各项测试结果进行设计。制造标准CJ-T188-2004《户用计量仪表数据传输技术条件》CJ/T224—2006《电子远传水表》GB/T778-1996《冷水水表》GB 50131—2007《自动化仪表工程施工质量验收规范》JJG 686-2006《热水表检定规程》GB/T17626-2006《电磁兼容试验和测量技术》JB/T8802-1998《热水水表规范》光电直读水表工作原理设计思想和直读水表特点光电直读水表利用光电直读原理，用电子装置直接读取机械字轮上面的读数，而不是存储计量的脉冲连续数据，因此不会因为传输介质问题或者存储信息偶尔丢失而造成数据永久丢失，具有实际读数据错误的可恢复性，有助于整个抄表系统的可靠性。四位干式光电直读表采用在原有OEM产品基础上改进设计的光电直读模块，优化了原有的软硬件设计，进一步提高读数可靠性的同时考虑了扩展性，在产品的生产工艺性上做了很多的考虑。是后面将要研发几个系列远传水表的基础平台。光电直读工作原理无源光电直读数字化远传水表包括改装的基表与光电直读模块。改装的基表在原机械计数器的基础上增设了电子发讯装置。基表计数器字轮旋转,指针固定,且基表计数器字轮上刻有单环半圆编码透空孔。单环半圆编码透空孔、红外发射管和红外接收管构成光电直读式电子发讯装置。表头的工作原理如下:在旋翼式水表中，并排安装有四个相同的字轮，在每个字轮上印有相同的数据:O，1，2，3，4，5，6，7，8，9，这些数据以相等间距均匀地分布在字轮的周边。在其中的某5个连续数字(比如2，1，O，9，8)一边的半圆面上开有一段半圆形编码透光孔 (如图2-2)，剩下的5个数字(比如3，4，5，6，7)一边的半圆面上则没有透空孔。在水表计数的每个字轮（图2-1）一侧安装5组红外传感器件（发射管）, 在另一侧与传感器件相对应的位置上设有5组感应装置（红外接收管）。传感器焊接在电路板上,按照一定的规则在同一圆周上分布（如图2-4）,线路板保持固定不动, 计数字轮与光电传感器结构图如下图2-1所示。 图2-1 水表计数字轮与光电传感器结构图 图2-2 字轮 图2-3半圆编码透空孔字轮平面图 图2-4 红外发射\接收管平面图光电直读式电子发讯装置工作原理直读式电子发讯装置结构如下图2-5所示。该电子发讯装置由基表计数器字轮上的半圆编码透空孔(1)、可见光发射管(2)、可见光接收管(3)三部分组成,可见光接收管垂直正对计数器字轮(4)，且与半圆编码透空孔处在同一圆弧上；可见光接收编码图2-5 表头结构示意图组管由5个接收管组成,其中每个编码管相隔36度均匀排列。三段编码透空孔随字轮旋转,可见光发射管在抄表时发出可见光,相应的接收编码组管或透空或隔断,通过编码组管的通断状态,得到字轮相应的转角位置和字码。传输信息是水表计数器字轮的数字编码而非水量的脉冲值。光电直读电子模块整体框图四位干式M_BUS直读模块硬件整体构架结构框图如下图2-6所示：MBUS模块通讯接口ISP调试口AVR MEGA48/88单片机光电直读控制DVB-T 解调板异步串口通讯千位光电接收管阵列千位光电发射管阵列百位光电接收管阵列百位光电发射管阵列十位光电接收管阵列十位光电发射管阵列个位光电接收管阵列个位光电发射管阵列图2-6四位光电直读模块系统框图四位光电直读模块是一个采用AVR MEGA48/88单片机的嵌入式系统，下面对光电直读模块几个功能部分简单介绍下：其核心为与光电直读表的机械字轮相配合的光电发射和接收管控制功能单元，每一个机械字轮都有5个对射的光发射管和光接收管来对其位置进行识别，这5个光发射管和光接收管都互成36度。单片机通过逐一驱动光发射管发光，检测与其对射的接收管是否导通来判断中间的字轮透光孔的位置，依次来断定字轮的实际位置，具体控制过程后面会详细讲解。干式直读水表的个、十、百和千位都是通过这种方式直接判定，所以有四组类似的光电发射和接收判定电路。光电直读模块与上位机的异步通讯接口，这里是M-BUS总线接口电路，光电模块不再需要单独供电，单片机软件需要加入M-BUS总线的相关协议。最后，光电直读