Research of Reliability and Ability Preventing Error at AMR Syst em

WANG Dong, HU Xiaolan

(Automation Department, Shanghai University, Shanghai 200072, China)

　　Key words: AMR(automatic meter reading); reliability; preventing error; serial port

　　隨著小區(qū)智能化管理的發(fā)展，對水、電、氣三表的自動抄表顯得日益重要。近年來各種應(yīng)用技術(shù)層出不窮，每種技術(shù)都有其優(yōu)缺點，但最重要的是要保證自動抄表的高可靠性，較少的出錯率，以及錯誤發(fā)生時及時的捕捉并加以相應(yīng)的處理。
　　本文針對圖1所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過一系列方法來提高上位機軟件的可靠性，從而協(xié)調(diào)和下位機(硬件)數(shù)據(jù)及命令的交互。上位機采用Visual Basic 6.0編程工具，采用MSComm控件實現(xiàn)與通訊控制器的通訊。

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　　要保證數(shù)據(jù)的正確性和可靠性，必須設(shè)計一種盡可能避免錯誤出現(xiàn)的幀格式，
　　
　　我們以01H作為幀起始碼(SOH)，以04H作為幀結(jié)束碼(EOT)。在幀內(nèi)的數(shù)據(jù)中也有可能出現(xiàn)01H和04H，必須加以替換以區(qū)別幀頭和幀尾。文中以DLE+‘x’來代替SOH(01H)，以DLE+‘y’來代替EOT(04H)。此時會出現(xiàn)一個問題，即如何區(qū)分數(shù)據(jù)區(qū)中的DLE與替換后出現(xiàn)的DL E；這就必須對數(shù)據(jù)DLE(10H)再進行替換，以DEL+‘z’來替換DLE，此時所有情況的替換結(jié)束。這既能很容易識別出一幀數(shù)據(jù)，又避免了因數(shù)據(jù)區(qū)中出現(xiàn)特殊字符而導致錯誤數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，再結(jié)合奇偶校驗，從而進一步保證了傳輸數(shù)據(jù)的可靠性。
　　
　　對上位機發(fā)送的數(shù)據(jù)，要先替換后校驗；而對于下位機傳上來的數(shù)據(jù)，要先校驗再反替換，這是為了保證上位機和下位機在通訊線路中都不出現(xiàn)特殊字符SOH、EOT和DLE而設(shè)計的規(guī)定。反替換流程相當于替換流程的逆，在此就不再累述了。

　　因為本系統(tǒng)的上位機是通過RS232轉(zhuǎn)RS485與下位機進行通訊的。所以，串口通訊的可靠性直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的可靠性。而串口的使用借助于Visual Basic 6.0中的MSComm控件。MSComm控件是通過OnComm事件來觸發(fā)的，觸發(fā)的時機由CommEvent的屬性Rthreshold決定。當設(shè)定Rthreshold=1時，即緩沖區(qū)每接受到1個字符就引發(fā)一次OnComm事件；當設(shè)定Rthreshold=10時，即緩沖區(qū)每接收到10個字符就引發(fā)一次OnComm事件。因考慮到前面的替換問題，每一幀的長度是無法預(yù)測的，但根據(jù)通訊規(guī)程可以知道最短幀的長度。我們采用最少數(shù)據(jù)長度(沒有任何替換)作為Rthreshold的值。這雖然可以保證對上傳數(shù)據(jù)的及時響應(yīng)但無法保證獲得一個完整的幀。當使用此語句讀串口時
　　
　　若接收的數(shù)據(jù)沒經(jīng)過任何替換則可接收到完整一幀，否則數(shù)據(jù)幀不全。解決的方法是在讀串口前加延時以保證讀入數(shù)據(jù)完全，至于延時的處理不建議用循環(huán)語句來實現(xiàn)，這將增加調(diào)試的難度，最好的方法是調(diào)用API函數(shù)Sleep：
　　
　　Sleep()中時間以毫秒作為最小時間單位，a值的選取必須通過多次調(diào)試才能獲得最佳效果。另外，為了防止MSComm控件串行通訊問題，在發(fā)送讀串口命令時通過啟用定時器處理程序來捕獲串口通訊異常。這些方法可以最大程度的減少因通訊方面的問題而引發(fā)的錯誤。
　　

　　自動抄表系統(tǒng)的優(yōu)點在于它既可以對單一用戶又可以對所有用戶的水、電、氣三表進行讀數(shù)而不需人工干預(yù)。單一抄表比較簡單；但在整體抄表過程中會出現(xiàn)因連續(xù)、快速的讀數(shù)導致硬件的采集速度與上位機的讀數(shù)速度不匹配，或因串口事件處理函數(shù)未結(jié)束而又有事件觸發(fā)，或線路干擾等一系列問題，這些因素都會影響到整體抄表的穩(wěn)定性和正確率。由于整體讀數(shù)的復雜性，僅通過增加錯誤處理程序往往無法達到預(yù)期效果。對于本系統(tǒng)，筆者通過不斷實踐發(fā)現(xiàn)，在整體讀數(shù)程序中引入第二個延時和重復讀數(shù)功能可以大大提高整體讀數(shù)的正確率。
　　在發(fā)出讀數(shù)命令并正確讀到數(shù)據(jù)后，必須進行短暫的延時，然后再讀下一戶，再延時，以此類推直到全部讀完。當對一戶讀數(shù)出錯時，要重復對其讀數(shù)幾次，若正確再讀下一戶，否則先調(diào)錯誤處理函數(shù)，再讀下一戶。注意：錯誤數(shù)據(jù)不能寫入數(shù)據(jù)庫，以防結(jié)算時產(chǎn)生問題。延時的引入盡管會對整體抄表的速度造成一定影響，但考慮到系統(tǒng)的整體性能，以損失一定速度來換取準確性這在絕大多數(shù)自動抄表系統(tǒng)中是可以接受的。在整體抄表過程中，“延時”具有關(guān)鍵的作用，它不但協(xié)調(diào)了軟件和硬件之間的問題，也協(xié)調(diào)了軟件自身的問題。