一种便携式远距离热量计查表器系统设计

　　1 引言

　　信息革命冲击着各行各业, 传统的数据采集方式已不适应信息时代的需要。常规的现场仪表数据采集方法要靠查表员手工来完成。有些仪表安装在危险场所, 如在地下的热水管道系统,查表员有时会冒生命危险。目前公用事业的发展,迫切要求改变传统的数据采集方式,以更方便、更快捷的服务来适应信息时代的到来。微处理器、存储器、VLSI, A/D 转换等技术的迅速发展, 使得现场仪表与控制中心之间传递的不再是传统的模拟信号,而是数字信号。数字信号不但避免了模拟信号传输过程中存在的精度降低、信号衰减、易引入干扰信号等的不足,而且显著提高了信号的可靠性,它为采用新的数据采集技术提供了可能。

　　2 系统设计

　　查表器技术的开发成本低,针对性强,对于我国企业的现实情况是非常适宜的。所以虽然 IC 卡与网络技术发展迅速,但查表器技术仍占有非常重要的地位。遗憾的是在我国该技术的应用还不普遍。根据这种情况,我们设计了便携式多功能智能查表器。该智能查表器具有以下特点:

　　1). 可长距离、可靠的从热量计中读取数据;

　　2). 具有完善的数据浏览维护功能;

　　3). 可将查表器中所有有效数据通过串口传输至 PC,并具有全部传输与部分传输功能;

　　4). 可直观显示查表器当前存储状态,方便清楚查表器中全部或部分数据;

　　5). 具有多种电源获取方式;

　　6). 键盘操作简单、易用;

　　7). 便携式设计,体积小,方便携带。

　　3 便携式远距离查表器硬件电路设计

　　在使用中,一台查表器对应多台参数测量仪表,一台 PC 机对应多台查表器。即一台查表器可采集监测多台参数测量仪表的数据,而一台 PC 机可以采集多台查表器的数据。查表器的设计中非常重要的一条要求是体积小,用户便于携带,所以在设计中尽量采用集成电路,减少分立元件。由于采用电池供电,所以必须注意低功耗的设计。同时,查表器必须有良好的用户接口,便于操作人员使用。

　　3.1 便携式远距离查表器硬件电路设计原理框图

　　查表器的原理结构图如图1 所示。下位机接口部分负责采集数据:人机接口包括键盘与屏幕,它接收用户指令,查仪表参数;数据存储部分保存采集的数据。查表器的硬件电路主要由七部分组成:CPU、程序存储器、数据存储器、液晶驱动电路、RS232接口、RS485 接口、键盘输入。

　　3.1.1 存储部分硬件电路设计

　　查表器采用 32K×8 位 EPROM 作为程序存储器,256K×8 位NVRM作为数据存储器。由 80C196KB, 74LS373, 27256 及 6264构成一个 80C196 的最小系统。80C196 单片机的最大寻址空间为 64K,为了获得超过 64K 的数据存储空间,利用它的 Pl 口作为地址线来扩展数据存储空间,利用 NVRAM存储热力站数据。考虑到信息存储容量的要求,目前我们采用的是 HK1265,它的容量是256K×8。如图2 所示。