智能阀门控制器数据采集方案，避免计量困扰效果好

一元钱可购置一个馒头，亦能买下两根葱，然而于智能阀门控制器此范畴内，差一个脉冲，或许就表明几千吨水抑或气的账目对不相吻合了。天津职业技术师范大学的梁国栋、刘媛、梁昊穹三位研究人员，于2015年的《电气技术》杂志里，便戳破了这层窗户纸：切莫再使计量仪表以及阀门控制器因丢失几个脉冲而“争斗”了，运用RS - 485通信技术，让它们自身把话说透亮。

老办法的痛点

有一种玩法，是以前那种靠数脉冲的玩法，其状如同两个人隔空进行喊话数数，其中一个人喊出“1”，另外那个人听见之后就便记下来一个“1”。这种玩法听起来是较为简单的，然而在工业现场环境当中，存在着嘈杂的情况，电磁会产生干扰，线路会有损耗，随便出现一个喷嚏就能够使得这声“1”如同被风吹走那般消失不见。喊出“1”的人以为对方听见了，可实际上在那边根本就没有收到，这便是所谓的“丢脉冲”了。

时日渐久，你处表上所显使用度数为一千度，然彼处控制器内所扣费用对应度数却仅为八百度，数据偏差如此渐次逐步累积而成。于预付费之燃气或水表系统而言，此则意谓非用户多缴款项，即公司承受亏耗，双方皆感烦扰心忧。此类简易方案于实验室环境中尚属可行，一旦实际投入应用，可靠性便成重大难题。

什么是RS-485

RS - 485换句话说是一种具备工业层级别的类似对讲机功能的标准，它最为显著的能力是具备对抗干扰的特性，它并非如同普通电话线那般单纯依靠一根线来进行信号的传输，相反是运用两根线绞合在一起的方式，以此来传递一对在大小数值上完全相同，而传输方向截然相反的如同双胞胎般的信号，进而接收端借由对照于这两根线路上所存在的信号差值，以此来判别究竟是代表“0”还是代表“1”的信号。

如此这般，自外部而来的干扰恰似同时拍打在这对李生兄弟身上的灰尘，对二者所产生的影响并无二致，经一番比较，干扰便被相互抵消掉了。故而它能够于几百乃至上千米的距离范围内，始终稳稳当当地传输数据。并且这种接口芯片价格低廉，电路设计亦不复杂，堪称工业控制领域之中的勤勤恳恳的老黄牛。

硬件电路怎么搭

此方案之中，设计师未使用繁杂的专用芯片，而是挑选了一款极为常见的RS - 485通信芯片，此芯片仅依靠+5V电源予以供电，其工作电流仅仅才300微安，堪称十分省电。为达成控制便捷之目的，他们将芯片的接收使能以及发送使能这两个脚径直连接到了一块，随后借助单片机的一个普通IO口去操控这根线。

如此一来，当此根线呈现为高电平之际，芯片便处于发送状态，当此根线为低电平之时，芯片则处于接收状态，这般巧妙地达成了半双工通信，单片机的串行口承担着数据的串并转换职责，借助这个485芯片，将TTL电平信号转变为适宜长距离传输的差分信号，两条线一连接，计量设备与控制器便能够进行对话了。

通信规约怎么定

只具备硬件是不行的，两个装置还必须使用同一种语言。首先要确定说话的速度，即波特率，究竟是统一采用9600还是19200，需要事先明确。接着是数据格式，像是8位数据位，1位停止位，無校验或者有校验，这些都要在软件里设置成一致的状态。

第一步极为关键，是添加了CRC16循环冗余校验，此情形如同于每句话的末尾增添了一个繁杂的“验证指纹”，当接收方接收到数据之后，自身再度计算一遍这个指纹，假设能够对上，就表明数据于传输进程里一个字都未曾被改动过，要是对不上，那就意味着数据遭受了污染，直接予以丢弃，并且要求重新发送，这便自根本上确保了数据的完整性以及正确性。

软件流程这样做

于这个方案当中，智能阀门控制器被设置成“主机”，计量设备为“从机”。主机此处以中断方式去接收数据，效率颇为高。程序一开始便进行初始化，随后就等待从机发送消息。接收到第一个字节，首先查看是不是预先约定好的那个“包头”，并非的话就将其清空重新再来。

等到确认包头之后，接着收取第二个字节，那里涵盖着后续数据的长度。主机依据这个长度，收齐全部的数据字节以及末尾的两个CRC校验字节。随后马上计算一下CRC是否正确，错误的全部丢弃，正确的才存入数据区。如此这般，每一回数据交换都是经过严谨审查的，丢包、错包的情形基本被杜绝。

实际应用的效果

这一套以RS - 485为依凭的通信方案，绝非仅限于理论空谈。按照专业研究人士的陈述，它已然被应用在实际投入生产的、具备智能特性的阀门控制器产品当中。而且在过去将近长达两年的时间段里，历经了市场推广以及实际使用环境的相关考验。最终所呈现的结果证实，以往那种常常会由于脉冲出现丢失状况而致使计量不太一致所带来的困扰，被切实有效地化解了。

计量仪表、阀门控制器，此番终能达成默契，用户所预存钱数、实际用量丝毫不差凑得极为精准。于供水或供气公司而言，抄表收费产生之所涉纠葛数量有所减少，运营管理效率亦得以提高。凭借一套成本增加幅度不算太大之通信方案，换得了系统整体可靠性幅度极大之提升，如此这般账目计算一番，着实极为合算。

你家之中的智能水电表，可曾出现过读数不准确或者数字胡乱跳动的状况呢？你认为这般远程抄表技术，究竟是便利了生活，还是滋生了新的烦扰呢？欢迎于评论区分享你的经历，点一下赞让更多的人看见这场技术革命背后所蕴含的故事。