[发明专利]一种线型组网的数据测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于测量装置领域，尤其涉及一种线型组网的数据测量系统及方法。

背景技术

随着经济的快速发展，各种通信电力线缆的架设量增大很多，现场测量中，常遇到测点呈线状分布的情形，例如，输电线路，输油管道，河流沿线，城市管网等，这类监测数据间隔距离各不相同。例如：石油输送管道的流量压力，监测点可1km一个；城市路灯损坏监测25m一个。对传输速率要求不高。例如：路灯是否损坏的监测，煤矿坑道倾斜度监测，可以几分钟一次，河流沿线水质，温度信息甚至可以每小时一次。测点物理顺序可以作为监测点的逻辑次序，只要顺序检测各点的数据即可，不要求某个编号的数据单独传送。测点数量众多，例如10km长的路灯监测点就有400个。对于这些现场常遇到的线状分布测点，如果采用总线式的组网结构，可以很好的简化布线形式，所有测点连接到总线上即可。实际上，已经有很多这类总线可供选择，例如，CAN总线，485 总线，甚至有自成总线的器件。但是这些方案都不是针对上述数据特点量身定做的，有的追求高可靠性，有的追求网络速度，还存在成本高、协议复杂、需要逐个测点编址等问题。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种线型组网的数据测量系统及方法。

一种线型组网的数据测量系统，其特征在于包括主机和若干单元；主机通过控制开关J与各单元相连接；各单元通过R/T与主机相连接；同时各单元均通过底线与主机相连接。

一种线型组网的数据测量方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）首先闭合开关J，总线得电，所有单元同时上电，单元内的单片机开始工作；单元的工作分为待机、工作、透传3种模式；

（2）上电后，所有单元进入待机模式，主机先向距离最近的1#单元发出启动脉冲，1#单元由“待机”转为“工作”模式，启动传感器，点亮指示灯L1，这时主机可以与1#单元进行直接的通信，命令1#单元的进行测量并读取数据，完毕后，主机发送结束脉冲，命令1#单元结束活动态；

（3）1#单元在向2#单元发送启动脉冲后进入透传模式；收到1#发出的启动脉冲，2#单元成为活动单元，点亮指示灯L1，进入工作模式；

（4）由于1#单元的透传作用，主机可以直接跟2#单元通信，直到2#单元收到结束指令后，它启动下个单元，然后自己变成透传，这样依次类推，各个单元逐个变成活动单元，主机总是透过已经变成透传模式的单元，直接与活动单元进行通信，获取数据，直到全部单元都完成数据采集。

本发明所述的一种线型组网的数据测量系统及方法，通过单片机主机构成的针对线状测点的三线制组网方案，具有自带电源、协议简单、灵活多变等优点，可以极大简化电路设计和系统设计，操作简单，适合推广使用。

具体实施方式

一种线型组网的数据测量系统，其特征在于包括主机和若干单元；主机通过控制开关J与各单元相连接；各单元通过R/T与主机相连接；同时各单元均通过底线与主机相连接。

一种线型组网的数据测量方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）首先闭合开关J，总线得电，所有单元同时上电，单元内的单片机开始工作；单元的工作分为待机、工作、透传3种模式；

（2）上电后，所有单元进入待机模式，主机先向距离最近的1#单元发出启动脉冲，1#单元由“待机”转为“工作”模式，启动传感器，点亮指示灯L1，这时主机可以与1#单元进行直接的通信，命令1#单元的进行测量并读取数据，完毕后，主机发送结束脉冲，命令1#单元结束活动态；

（3）1#单元在向2#单元发送启动脉冲后进入透传模式；收到1#发出的启动脉冲，2#单元成为活动单元，点亮指示灯L1，进入工作模式；

（4）由于1#单元的透传作用，主机可以直接跟2#单元通信，直到2#单元收到结束指令后，它启动下个单元，然后自己变成透传，这样依次类推，各个单元逐个变成活动单元，主机总是透过已经变成透传模式的单元，直接与活动单元进行通信，获取数据，直到全部单元都完成数据采集。

在整个三线制网络中，只有一个是活动单元，活动单元前面，是完成了数据采集变成透传模式的单元；在活动单元后面，是等待启动的待机单元。主机能够直接与活动单元联系，使用灵活约定的协议和速率，是本文提出三线制线状组网的一大优势。主机与活动单元通信时，可以直接使用单片机的串口通信模式，在数据量小的时候，约定使用较低的波特率可以获得较远的传送距离。用来启动和停止单元工作的脉冲命令，可以有2种形式：（1）直接使用串行通信来改变单元的工作模式，只要约定主机下发给单元的串行数据命令字即可，例如约定0X55为启动命令，0XAA为停止命令；（2）使用脉冲宽度控制，只要命令脉冲与通信波特率通信脉冲有明显区别不产生混淆就可以，例如波特率使用1200，启动和停止脉冲使用宽度为30 ms的低电平。