一种具有多种通信方式的远程热量表集中器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热量表集中器，特别涉及一种具有多种通信方式的远程热量表集中器。
【背景技术】
[0002]目前，热量表已逐渐普及于住宅小区，成为通用的热计量仪表。由于用户分散，导致对热量表计量数据的入户抄收带来困难，而且抄表劳动强度大，容易误抄和漏抄。由于以上原因，实现能够远程控制的自动抄表系统成为迫切需要。
[0003]以太网和通用无线分组业务(GPRS)网络均能实现对有效数据的远程传送，能分别应用于有线传输和无线传输的场合，传输距离远，传输速率高，实现方便，成本低廉。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了避免因人工抄表带来的数据误读，抄表不规范，耗费人工多，成本高等问题，特别研制一种具有多种通信方式的远程热量表集中器。该集中器成为抄表系统的通信桥梁，负责对各智能表的数据进行采集、存储和管理，及时有效地向上位机传输数据并执行上位机发送的指令。容易接入以太网的工况可以选择以太网方式通信，布线困难的工况采用GPRS方式通信。
[0005]本发明采取的技术方案是:一种具有多种通信方式的远程热量表集中器，其特征在于:该远程热量表集中器包括主控制芯片、电源电路、RTC时钟电路、SDRAM存储电路、NandFlash存储电路、USB接口电路、DEBUG调试接口电路、JTAG接口电路、GPRS接口电路、网络接口电路和M-BUS接口电路；所述的主控制芯片采用具有ARM处理器的AT91SAM9G20芯片，其中电源电路连接主控制芯片及全部外围接口为电路供电；RTC时钟电路连接主控制芯片用于掉电时时钟计量JTAG接口电路连接主控制芯片的ARM处理器用于实现仿真调试和程序下载；SDRAM存储电路和NandFlash存储电路连接主控制芯片用于扩展内存和数据的非失易性存储；USB接口电路连接主控制芯片用于实现启动程序及Linux内核的烧写；DEBUG调试接口电路连接主控制芯片用于实现串口数据打印到PC机；主控制芯片与GPRS接口电路连接用于实现热量表与上位机服务器的无线数据通信；主控制芯片与网络接口电路连接至以太网，用于实现有线网络连接服务器；主控制芯片通过UART串口连接M-BUS接口电路用于采集用户热量表数据。
[0006]本发明的有益效果是:方便接入到现有的热量表监控系统，实现对所连接的热量表数据的远程采集和存储，将实时及历史数据传送给上位机，及时上传报警信息，下发上位机控制指令，与上位机的通信方式可以选择GPRS方式或以太网方式，根据实际情况确定，选择性强。应用时数据通信流畅，错误率低，实时性强。
【附图说明】
[0007]图1是本发明的电路结构框图； 图2为本发明的主控制芯片放大的左上部分电原理图(a);
图3为本发明的主控制芯片放大的右上部分电原理图(b);
图4为本发明的主控制芯片放大的左下部分电原理图(c);
图5为本发明的主控制芯片放大的右下部分电原理图(d);
图6是本发明的USB接口电路的电原理图；
图7是本发明的DEBUG调试接口电路的电原理图；
图8是本发明的JTAG接口电路的电原理图；
图9是本发明电源电路的12V — 5V电源转换电路的电原理图；
图10是本发明电源电路的5V — 4.2V转换电路的电原理图；
图11是本发明电源电路的5V — 3.3V和5V — 1.0V电源转换电路的电原理图；
图12是本发明的RTC时钟电路的电原理图；
图13是本发明的SDRAM存储电路的上半部分电原理图(a);
图14是本发明的SDRAM存储电路的下半部分电原理图(b);
图15是本发明的NandFlash存储电路的电原理图；
图16是本发明的网络接口电路的部分电原理图(a);
图17是本发明的网络接口电路的部分电原理图(b);
图18是本发明的GPRS接口电路的部分电原理图(a);
图19是本发明的GPRS接口电路的部分电原理图(b);
图20是本发明的M-BUS接口电路的部分电原理图(a);
图21是本发明的M-BUS接口电路的部分电原理图(b);
图22是本发明的应用程序流程图。
【具体实施方式】
[0008]为了更清楚的理解本发明，以下结合附图和实施例进一步详细描述:
参照图1，该远程热量表集中器包括主控制芯片、电源电路、RTC时钟电路、SDRAM存储电路、NandFlash存储电路、USB接口电路、DEBUG调试接口电路、JTAG接口电路、GPRS接口电路、网络接口电路和M-BUS接口电路；所述的主控制芯片采用具有ARM处理器的AT91SAM9G20芯片，其中电源电路连接主控制芯片及全部外围接口为电路供电；RTC时钟电路连接主控制芯片用于掉电时时钟计量JTAG接口电路连接主控制芯片的ARM处理器用于实现仿真调试和程序下载；SDRAM存储电路和NandFlash存储电路连接主控制芯片用于扩展内存和数据的非失易性存储；USB接口电路连接主控制芯片用于实现启动程序及Linux内核的烧写！DEBUG调试接口电路连接主控制芯片用于实现串口数据打印到PC机；主控制芯片与GPRS接口电路连接用于实现热量表与上位机服务器的无线数据通信；主控制芯片与网络接口电路连接至以太网，用于实现有线网络连接服务器；主控制芯片通过UART串口连接M-BUS接口电路用于采集用户热量表数据。
[0009]参照图2、图3、图4和图5，本发明的AT91SAM9G20芯片U3的M16脚通过电阻R142接3.3V电源，C12脚通过电阻R58与发光二极管D5的正极连接，发光二极管D5的负极接
3.3V电源，AT91SAM9G20芯片U3的N2脚和P2脚分别连接电容C52的一端及电容C54的一端后，同时连接电容C53、电阻R124的一端及电感L3的一端，电感L3的另一端接1.0V电源，电阻Rl24的另一端通过电容C55与电容C54的另一端连接，然后接GND端，AT91SAM9G20芯片U3的T2脚和Ul脚分别连接电容C52的另一端及电容C54的另一端，同时连接电容C57及电容C58的一端，然后接GND端，AT91SAM9G20芯片U3的Pl脚通过电阻R129连接晶振Y2的一端及电容C57的另一端，AT91SAM9G20芯片U3的NI脚通过电阻R131连接晶振Y2的另一端及电容C58的另一端，AT91SAM9G20芯片U3的E17脚通过电阻R133连接晶振Y3的4脚及电容C59的一端，AT91SAM9G20芯片U3的D17脚通过电阻R135连接晶振Y3的I脚及电容C62的一端，晶振Y3的2脚和3脚连接电容C62的另一端及电容C59的另一端，然后接GND端，AT91SAM9G20芯片U3的F14脚通过电阻R137连接到AT91SAM9G20芯片U3的D16脚及电容C75的一端，AT91SAM9G20芯片U3的D9脚、H14脚、Ml脚及T13脚连接电容C76的一端、电容C77的一端、电容C78的一端、电容C79的一端及电解电容C80的一端，AT91SAM9G20芯片U3的E16脚连接电容C75的另一端、电容C76的另一端、电容C77的另一端、电容C78的另一端、电容C79的另一端及电解电容C80的另一端，然后接GND端，AT91SAM9G20芯片U3的DlO脚和D12脚连接后接GND端，AT91SAM9G20芯片U3的C16脚连接电容C65的一端后接3.3V电源，电容C65的另一端接GND端，AT91SAM9G20芯片U3的D8 脚、G14 脚、LI 脚、T7 脚、T15 脚、D6 脚、F4 脚、M3 脚、H8 脚、H9 脚、HlO 脚、J8 脚、J9 脚、JlO脚、K8脚、K9脚、KlO脚、K16脚及R7脚连接后接GND端，AT91SAM9G20芯片U3的Dll脚、G4脚及J3脚连接电解电容C66的一端、电容C67的一端、电容C68的一端及电容C69的一端后接3.3V电源，AT91SAM9G20芯片U3的U17脚及P8脚连接电解电容C70的一端、电容C71的一端及电容C72的一端后接3.3V电源，AT91SAM9G20芯片U3的L4脚连接电容C73的一端、电阻R139的一端、电容C74的一端及电感L5的一端，电感L5的另一端接3.3V电源，电阻R139的另一端通过电容C81与电解电容C66的另一端、电容C67的另一端、电容C68的另一端、电容C69的另一端、电解电容C70的另一端、电容C71的另一端、电容C72的另一端、电容C73的另一端及电容C74的另一端连接后接GND端，AT91SAM9G20芯片U3的G15脚连接电解电容C56的一端、复位按键KEYl的3脚和4脚及电阻R126的一端，电解电容C56的另一端连接复位按键KEYl的I脚和2脚后接GND端，电阻R126的另一端接3.3V电源，AT91SAM9G20芯片U3的F15脚通过电阻R128接3.3V电源，AT91SAM9G20芯片U3的F17脚通过电阻R130接GND端，AT91SAM9G20芯片U3的U2脚通过电阻R132连接电容C60的一端、电感L4的一端及电容C63的一端，电容C60的另一端接GND端，电感L4的另一端接3.3V电源，AT91SAM9G20芯片U3的R4脚通过电阻R134连接电容C61的一端及电阻R138的一端，电阻R138的另一端通过电容C64与电容C63的另一端及电容C61的另一端连接，并通过电阻R136连接到AT91SAM9G20芯片U3的R2脚，然后一起接GND端。
[0010] 参照图2、图3和图6，本发明的USB接口电路采用一个USBLC6芯片Ul和一个USB设备接口 Jl，USBLC6芯片Ul的I脚通过电阻R57连接到AT91SAM9G20芯片U3的C13脚，USBLC6芯片Ul的2脚接地，USBLC6芯片Ul的3脚通过电阻R56连接到AT91SAM9G20芯片U3的D13脚，USBLC6芯片的4脚与USB设备接口 Jl的2脚连接，USBLC6芯片Ul的5脚连接电容C46的一端后接5V电源，电容C46的另一端接地，USBLC6芯片Ul的6脚与USB设备接口 Jl的3脚连接，USB设备接口 Jl的I脚连接电容C47的一端及电阻R54的一端，电阻R54的另一端与电阻R55的一端连接后，又连接到AT91SAM9G20芯片U3的A15脚，电阻R55的另一端接地，USB设备接口 Jl的4脚与电容C47的另一端连接后接地，USB设备接口Jl的5脚和6脚连接后接地。
[0011 ] 参照图2和图7，本发明的DEBUG调试接口电路采用一个MAX3232CSE芯片U2和一个9针串口接口 J2，MAX3232CSE芯片U2的I脚通过电容C48与3脚连接，其4脚通过电容C50与5脚连接，其2脚通过电容C49与16脚连接后接3.3V电源，其6脚通过电容C51与15脚连接后接地，其13脚连接到9针串口接口 J2的2脚，其14脚连接到9针串口接口 J2的3脚，其12脚连接到AT91SAM9G20芯片U3的K17脚，其13脚连接到AT91SAM9G20芯片U3的L17脚。
[0012]参照图4、图5和图8，本发明的JTAG接口电路采用一个20针JTAG接口，20针JTAG接口的3脚、5脚、7脚和9脚分别与电阻R108、电阻R107、电阻R106和电阻R105连接后一起接3.3V电源，然后与其11脚、13脚分别连接到AT91SAM9G20芯片U3的H16脚、J16脚、G17脚、H15脚、G16脚和J14脚，20针JTAG接口的15脚连接到复位按键KEYl的3脚和4脚，20针JTAG接口的I脚和2脚连接后接3.3V电源，其4脚、6脚、8脚、10脚、12脚、14脚、16脚、18脚和20脚连接后一起接地。
[0013]参照图9、图10和图11，本发明的电源电路包括12V — 5V电源转换电路、5V—4.2V转换电路以及5V — 3.3V和5V—1.0V电源转换电路，其中