基于AVR单片机及MODEM芯片的MTU、RTU无线电遥测系统| 2010-09-16 14:30:57 | 阅读
一、引言

基于AVR单片机及专用MODEM芯片的MTU(Master Terminal Unit中心调度机)、RTU无线电遥测系统。

分散地分布在全市的管网监测点上的远端RTU(系统可带256个RTU)采集数据，进行数据处理后通过无线电台向中心调度端发送数据，中心调度端接收到数据后进行数据处理，数据存储，并送给模拟屏显示。

二、设计思想

原有系统的使用中，主要存在以下几个问题：1. 无线通信波特率低(300bps)，误码率高，巡测速度慢，最多带32个RTU终端;2. 当某一远程RTU端的无线电台一直处于长时间误发射状态时(简称“长发” )一直占用系统频点，由于系统共用一组无线电频点，这将使系统其他所有电台无法通信，整个系统瘫痪，处于故障的电台亦无法发送有效数据，因而无法确定故障点，测压点分布地域广且分散，使得故障查找很困难，往往需要数天时间;3. RTU板集成度低，故障率较高，元器件难于采购。

考虑到系统的通用性和公司的实际情况，要求RTU系统能最大限度地利用原有的无线电台、天线、电源、模拟屏、检测仪表等，并能实现如下功能：8路10位模拟量输入、8路开关量输入及两路脉冲量输入，其中8路开关量输入可扩展为64路开关量输入,可在RTU站存储24小时历史数据(15分钟/次)，具有掉电保护功能。

我们通过软硬件的有机配合，经济有效地解决了原有系统存在的问题及系统功能要求，做到MTU板和RTU板在硬件上的完全一致，并把通常独立于RTU板的无线调制解调MODEM集成在RTU板之上，简化了系统的硬件结构。本系统RTU板具有无线通信波特率1200bps，误码率低，最多带256个RTU终端，有效解决了因无线电台“长发”引起系统瘫痪的问题，数据采集精度高，RTU板集成度高，通用性强，软件升级容易等优点。

三、RTU的设计

1、元器件的选择

CPU选择ATMEL公司的AVR系列单片机AT90S8535，该芯片是比较新型的单片机，其内部资源如下：8K字节Flash程序存储器，512字节EEPROM数据存储器，8通道10位精度A/D转换器，一个标准串口，1个16位定时/计数器，一个8位定时/计数器，1个实时时钟，2个外部中断，内置看门狗电路等。RTU所需的功能和数据采集功能基本上可以在此单片机上实现;与无线电台的连接选用OKI公司的MSM7512B MODEM芯片进行调制解调，与计算机的通信选用MAX232芯片进行，历史数据存储选用8K字节串行EEPROM存储芯片AT24C64，电台的供电由CPU控制，通过继电器提供。

2、数据通信

(1)RS-232串口与PC机的通信

由于单片机的唯一的串口应用于无线电台的通信，首先保证无线通信的精确。与PC机的通信通过MAX232芯片把单片机的TTL电平转化为标准的RS-232电平，使用单片机的外部中断INT0、INT1口和I/O口，应用软件模拟，实现两个波特率为9600Bps半双工三线制串口通信，其接收数据采用中断方式。