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MTK6225手机平台的无线远传燃气抄表系统

导读: 从20世纪90年代开始,我国燃气行业开始推广使用IC卡预付费燃气表,从而有效解决了抄表入户和收费难的问题。但是随着燃气行业的发展,管理日益精细化,单纯的IC卡预收费方式无法有效解决气量实时统计问题,不能给运行调度、财务核算带来更多的帮助。

  引言

 

  自20世纪初水、电、气引入计量表以来,人工抄表方式一直是最传统的方式。这种后付费的工作方式的缺点是工作量大,常常因收不到费造成燃气经营企业的巨大经济负担。从20世纪90年代开始,我国燃气行业开始推广使用IC卡预付费燃气表,从而有效解决了抄表入户和收费难的问题。但是随着燃气行业的发展,管理日益精细化,单纯的IC卡预收费方式无法有效解决气量实时统计问题,不能给运行调度、财务核算带来更多的帮助。近年来,无线远程抄表技术开始在国内逐步普及,其成本低、携带方便的特点特别适合燃气表行业的应用。

 

  1 传统无线远传抄表系统的设计原理

 

  传统的控制系统设计涉及到硬件和软件设计两个过程。一般来说先考虑硬件设计方案,确定采用什么样的控制方式(针对手持方式的设备还要考虑设备因电池供电而面临的功耗问题),然后才考虑采用什么样的软件设计。因此,不但在硬件设计环节花费了大量的精力和时间,而且所设计出来的方案是否满足实际需要还需经过反复实际测试和完善,才能最后定型和投入批量生产,无法满足实际工程应用中对产品周期的限制。充分考虑到稳定性和产品供货周期的特点,本文采用深圳华禹工控二次开发的MTK6225手机平台来作为手持式无线远程抄表的硬件解决方案。

 

  2 本方案设计思想

 

  传统的手机应用一般多为通话、短信和多媒体应用,而在嵌入式行业几乎没有它的身影。

  究其原因还是手机技术一直被手机公司所垄断,由于手机系统本身的不开放性,使得它的行业应用也很难被了解,比如手机系统如何将更多的I/O口引出以适应DIY的需要。本文以MTK6225手机平台为例说明。

  MTK6225是台湾联发科技有限公司推出的一款具有高集成度的手机应用多媒体芯片。它具有如下功能:

  ◆采用了104 MHz的ARM7高速CPU;

  ◆支持1.8~3.2 inch彩色LCD;

  ◆支持手写触摸、汉字识别;

  ◆支持多媒体功能,如MP3、MP4、摄像头、和弦铃音;

  ◆支持GPRS、GSM、SMS等;

  ◆支持JAVA。

  作为一个完整的多媒体手机,MTK6225在电池的功耗管理上也异常出色,但以它目前的特点也仅是作为普通手机应用,而作为控制领域的移动应用似乎是不现实的事情。

  深圳华禹工控在充分消化了MTK6225平台的相关资源后,推出了面向控制领域行业应用的基于MTK6225芯片解决方案的旋风001手机通用开发模块。除了原来所具备的通信和多媒体功能外,它的最大特点是:

  ①将MTK6225芯片所有可外部使用的128个I/O引脚外部扩展供使用,这其中包括GPIO、串口、并口、USB口、LCM屏接口、电源、开关机口等;

  ②推出了基于J2ME的JAVA硬件控制,通过JAVA编程实现对I/O口的控制,并提供了丰富的应用实例。

  采用该MTK6225开发模块的目的就是要缩短产品的设计周期,同时保证硬件解决方案的稳定可靠。作为已经量产4年多,手机出货量以亿来计算的MTK6225平台方案,其硬件可靠性和低功耗性能已经不容质疑;同时,它的ARM7内核的处理速度已经完全满足远程无线抄表管理系统的设计需要。MTK6225开发平台作为移动终端解决方案中最关键的硬件设计方案,使得我们可以把精力完全投入到软件的应用设计中。

 

  3 远程抄表管理系统的软硬件设计

 

  手持式抄表管理系统分成两部分:具有RF功能的IC卡智能燃气表,以及同时带有RF功能的基于MTK6225的手持式远程抄表系统。本文主要介绍手持式远程抄表系统的设计。

  3.1 硬件设计方案

  基于MTK6225手机方案的手持式远程抄表系统由前后台两个部分组成,其结构框图如图1所示。

 

  

  图1 手持式远程抄表系统结构图

 

  3.1.1 RF前台数据采集模块

  RF前台数据采集模块通过UART串口通信接受后台数据处理系统的控制,完成对远程RF燃气表数据采集,并回传给后台系统处理。该模块由两部分组成:

  ①RF无线通信模块。采用TI公司的超低功耗、1GHz范围内的RF收发器CC1100CH,通过SPI接口与MCU通信。它具有超低功耗和无线唤醒功能,可满足移动终端对功耗的要求。

  ②MCU处理部分。该部分是数据采集部分的控制部分,采用了STC89LE516RD+处理器。该处理器最大的特点是,低电压(3 V),低电流(正常工作模式为4~7 mA),通过UART串口与MTK6225后台处理系统通信,并接收和回传相关数据。

  RF前台数据采集模块采用了背板的方式通过128引脚的插针与MTK6225后台处理系统无缝集成,只要对后台系统的操作界面进行操作即可实现对下位机的数据采集,无需人工干预。

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