基于GPRS供水管網(wǎng)抄表系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

4 PICl6F873A與抄表數(shù)據(jù)處理
4．1 PICl6F873A簡介
PICl6F873A是Microchip公司推出的基于8位的高性能RISC指令系統(tǒng)、哈佛總線和兩級指令流結構單片機。該器件具有20個輸入／輸出可編程端口，13個中斷源。I2C和SPI串口總線端口，通用同異步收發(fā)器USART等。
水量計數(shù)器采用WS02型自保持開關傳感器。此專利產(chǎn)品檢測電路簡單，只需在信號線上接入30 kΩ電阻，此電阻連接電源，輸出高低電平。檢測電路如圖3所示。比如：要求裝配好的遠傳水表每10千克水發(fā)送一個脈沖信號．則應將指針安裝在xO．001位置。每當?shù)竭_10千克水時．產(chǎn)生一個高電平，利用PIC16F873A的RB4引腳電平變化中斷功能．記錄數(shù)據(jù)。并且在定時開啟GPRS前，將當日的所記錄水量存入PIC16F873A的E2PROM中，防止丟失數(shù)據(jù)或由其他意外情況引起的誤處理。

利用PIC16F873A定時器／計數(shù)器TMRl工作于異步計數(shù)器模式，即使PIC16F873A進入睡眠狀態(tài)，TMRl仍可持續(xù)運行，溢出時產(chǎn)生中斷請求。在TMRl自帶振蕩器的兩個外部引腳上跨接一只廉價的32．168 kHz微型石英晶體振蕩器．作為TMRl工作的時間基準。此設計具有實時時鐘，即定時開啟GPRS模塊，定時發(fā)送數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)節(jié)能，并可通過數(shù)據(jù)服務中心修改定時發(fā)送時間。
4．2 數(shù)據(jù)服務中心的構建
數(shù)據(jù)服務中心負責整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集處理和發(fā)布．協(xié)調(diào)系統(tǒng)的正常運作，是整個系統(tǒng)的重要組成部分。其主要功能包括：向各數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送配置指令，接收采集終端發(fā)送的各項數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)處理分析并保存至數(shù)據(jù)庫，以及發(fā)布數(shù)據(jù)等。
系統(tǒng)中，安裝的水量采集終端數(shù)量比較多，要將水量數(shù)據(jù)長期保存和隨時查看，同時對數(shù)據(jù)的安全性也有極高要求，為了更好均衡系統(tǒng)性能．使數(shù)據(jù)服務中心能長期穩(wěn)定運行，因此數(shù)據(jù)服務中心由多臺服務器分別承擔數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)對外發(fā)布，提供網(wǎng)絡各項服務多項任務。
數(shù)據(jù)采集服務器上的主程序為確保數(shù)據(jù)的實時性，將始終處于運行狀態(tài)。該程序用Visual C++6．0編寫．通過建立服務端，用WinSock監(jiān)聽并建立來自終端的連接后，在網(wǎng)絡上與各終端進行通信，收發(fā)終端數(shù)據(jù)信息。為達到并發(fā)的需求，數(shù)據(jù)采集主程序采用多線程機制，為新建立的連接創(chuàng)建一個單獨的收發(fā)數(shù)據(jù)線程，充分保障各個采集終端的數(shù)據(jù)傳輸獨立性、及時性和安全性。為確保數(shù)據(jù)采集程序能長期穩(wěn)定運行，另建一個守護進程對主程序進行實時監(jiān)控。采集到的終端數(shù)據(jù)經(jīng)過解析、處理后存儲至數(shù)據(jù)庫服務器的Oracle數(shù)據(jù)庫中。在數(shù)據(jù)的發(fā)布上，與傳統(tǒng)應用系統(tǒng)的C／S模式相比較，借助Internet的B／S架構因其對用戶要求低，簡潔方便，低成本及易于維護利于升級等各項優(yōu)勢，更適用于新型自動水量監(jiān)測系統(tǒng)。在該體系結構中，可以劃分為3層：瀏覽器―Web服務器―數(shù)據(jù)庫服務器。在B／S架構中，以.NET和JAVA兩大平臺最為流行，但J2EE在擴展性，移植性等方面更占優(yōu)勢，并能提供較好的安全機制，加上有眾多的開源支持，因此水量查詢的Web站點采用Java編寫，利用成熟的開源框架Struts+Spring+Hibernate實現(xiàn)，這些優(yōu)秀的開源框架使得開發(fā)周期大大縮短，同時很好地封裝底層實現(xiàn)細節(jié)，開發(fā)人員能專注于業(yè)務邏輯領域。站點布署在Tomcat服務器中，通過從數(shù)據(jù)庫中取得實時和歷史數(shù)據(jù)后，在站點上生成動態(tài)網(wǎng)頁供用戶通過Internet查詢、訪問、存儲和打印，且利用強大的開源報表工具JasperReport，可以將所需數(shù)據(jù)生成報表供外部用戶下載存檔使用。不同權限的用戶通過登錄站點可以對有關數(shù)據(jù)進行各項維護操作。

5 結語
目前，我國城市管網(wǎng)更新改造的任務逐年加大，迫切需要使用管網(wǎng)水利檢測優(yōu)化設計系統(tǒng)。通過對主管網(wǎng)的水量檢測數(shù)據(jù)，與專業(yè)理論、方法相結合，進行深度開發(fā)研究，為管網(wǎng)規(guī)劃設計、建設施工、各種運行狀態(tài)下的優(yōu)化調(diào)度以及事故搶修等提供決策支持。該系統(tǒng)不只局限于供水行業(yè)，略加修改可用在排水、燃氣等行業(yè)，具有廣泛應用價值。