智能计量节电控制器管理软件的设计说明样本.doc

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智能计量节电控制器管理软件的设计说明

一、 概述
智能计量节电控制器是运用现代电子技术、 电能测量技术、 控制微处理器技术的智能节电产品。智能计量节电控制器管理软件是智能计量节电控制器系统中的配套软件。经过使用此软件对计量节电控制器进行编程和设置; 计量节电控制器就能按用户设定的要求对用电进行定量和定时控制。同时管理软件能从计量节电控制器获取实时电能数据和历史负荷曲线数据; 直观的显示出来。
二、 系统组成
如图所示, 系统由智能计量节电控制器、 上位机管理软件和数据抄读手掌机组成。
上位机管理软件
计量节电控制器
手掌机
计量节电控制器

三、 管理软件流程图

用户管理
用户登录

通信操作

通信协议调试
文件操作

编辑编程文件
编程 读取
显示数据
计量节电控制器设备

新建、 删除。。。

PDA 数据导入导出

结束退出

四、 智能计量节电控制器管理软件的设计
1. 功能模块
数据通信模块
用户操作界面
通信协议调试
文件管理
用户管理
显示打印
手掌机数据导入导出

2. 数据通信模块主要是处理通信事务。经过串口和计量节电控制器的RS485接口相连; 通信协议遵循Modbus-RTU的协议。
通信协议
数据编码:
8位二进制, 十六进制数0...9, A...F。每个8 位的信息域中包含2个十六进制字符。
串行通信的位格式:
1个起始位
8个数据位, 最小的有效位先发送
无奇偶校验位
1 个停止位
错误检测域:
CRC(循环冗余检测)
数据包格式:
主机请求传输:
从机地址1字节 + 功能码1字节 + 数据( 数据长度根据功能码改变) + CRC校验码2字节
从机响应传输:
从机地址1字节 + 功能码1字节 + 数据( 数据长度根据功能码改变) + CRC校验码2字节
当主机请求的从机地址为0时为广播地址; 从机不用响应; 能够用来设置参数和发命令。
功能码03: 读多个保持寄存器
能够用来读电能数据或参数。
例子: 读有功电能
主机:
从机地址1字节
功能码1字节
起始地址
寄存器数
CRC
01
03
0100
0002
C5 F7
从机: 回应
从机地址1字节
功能码1字节
字节长度
数据1
数据2
CRC
01
03
04
0000
0064
CRC码

功能码06: 写单个寄存器
用来设置参数
例子: 设置电流互感器变比
主机:
从机地址1字节
功能码1字节
起始地址
数据
CRC
01
06
0013
0064
CRC码

从机: 回应
从机地址1字节
功能码1字节
起始地址
数据
CRC
01
06
0013
0064
CRC码

功能码10: 写多个寄存器
用来设置参数
例子: 设置通信波特率和校验位( 9600, 偶校验)
主机:
从机地址1字节
功能码1字节
起始地址
寄存器数
字节数
数据1
数据2
CRC
01
10
0011
0002
04
2580
0001
CRC码

从机: 回应
从机地址1字节
功能码1字节
起始地址
寄存器数
CRC
01
10
0011
0002
CRC码
功能码 05: 执行命令
主机发命令给从机; 从机采取相应的动作。
例子: 开关控制
主机:
从机地址1字节
功能码1字节
命令码
操作
CRC
01
05
02
FF00
CRC码
从机: 回应
从机地址1字节
功能码1字节
命令码
操作
CRC
01
05
02
FF00
CRC码
命令码定义:
系统初始化: 0x0001
开关控制: 0x0002

2.2 通信模块的功能设计:
串口通信程序完成串口数据的收发; 通信参数的设置。串口的操作封装成一个串口类; 上层程序经过调用串口类实例的函数来完成通信。
通信协议的实现是根据协议的功能码来写功能函数, 每个功能码由一个功能函数来封装。通信协议调试模块和用户的通信命令都调用这些功能函数来完成。
通信模块功能:
l 设置设备地址: 用来设置计量节电控制器的通信从机地址。
l 读取基本数据信息: 从计量节电控制器读取基本的信息和电能数据; 如版本号、 设备的时间、 数据记录周期、 功率门限、 充值电能余额、 电能的总累计、 电流、 电压等。
l 编程设定: 对计量节电控制器的用电控制参数进行设置和编程; 如开关控制时段设置、 功率门限、 数据记录周期等。
l 读历史曲线数据: 从计量节电控制器读取记录下来的历史曲线数据。能够根据计量节电控制器记录情况读取所有记录。
l 设备初始化: 给计量节电控制器在投入使用之前进行初始化操作。
l 设备对时: 把计量节电控制的当前时间和上位机同步。
l 串口设置: 端口设置、 波特率设置、 校验设置。
3. 通信协议的调试器
通信协议调试器用来对计量节电控制器的嵌入式软件进行调试。同时能够用来对其它的符合Modbus-RTU协议的设备进行调试。
通信协议调试器实现了: 读多个寄存器功能、 写单个寄存器功能、 写多个寄存器功能和命令执行功能。
通信协议调试器能够对任意地址范围的寄存器读取和写入。

4. 文件管理功能模块
l 用户能够把从计量节电控制器读取的数据存为二进制文件;
l 用户对读取的数据文件进行管理: 文件列表、 打开文件显示、 删除文件。
l 能够把编程设置的数据存为二进制文件。
l 能够打开和新建编程文件; 能够对编程设定进行修改。
l 用户对读取的编程文件进行管理: 文件列表、 打开文件显示、 删除文件。
5. 显示打印功能模块
显示打印功能模块完成对计量节电控制器读取的数据的以列表的形式显示。同时能够把表格打印出来。
6. 手掌机数据导入导出模块
l 能够把手掌机的抄读数据导入到上位机中集中管理。采用相同的二进制文件格式。
l 能够把编辑好的编程设置文件下发给抄表手掌机。
手掌机和上位机经过串口相连。
7. 用户管理功能
l 实现用户的登录界面; 用户经过登录才能操作软件。
l 用户管理界面; 管理员能够增加和删除用户。
l 用户设置密码、 更改密码功能。
l 用户权限管理功能; 管理员能够给用户分配操作权限。

五、 基本操作说明
1. 运行软件先出现登录界面; 用户输入用户名和密码; 密码是6位的数字。

2. 用户登录经过后打开主窗口界面; 这是标准的windows MDI操作界面; 如下所示:

左边是操作面板; 用来操作通信命令; 更改通信端口设置等。
右边是文档显示区域; 能够打开多个文档显示和编辑。
上边是菜单和工具栏。
3. 通信操作如下所示:

l 设备地址文本框用来输入要通信的计量节电控制器的通信地址; 在任何通信操作前都必须输入通信地址。
l ‘设定地址’ 按钮用来设定计量节电控制器的通信地址为当前文本框中的值; 通信地址为16进制数。
l ‘读取基本信息’命令按钮是从计量节电控制器读取基本信息和数据。而且在下面的列表中显示出来。
l 点击‘编程设定’按钮对计量节电控制器进行编程设置; 如果有当前的编程文件打开, 则把当前的编程设置下发到计量节电控制器; 否则弹出打开文件对话框; 用户选择一个要发送的编程文件。
l 点击‘读取曲线数据’按钮能够从计量节电控制器读取所有的历史曲线记录数据。
l 点击‘设备初始化’按钮对设备进行初始化。
l 点击‘设备对时’按钮对设备进行时间同步。
l 通信端口参数能够从下拉列表框中选择设置。
l 点击端口开关灯能够打开或关闭通信端口。
4. 读数据文件管理
读取数据文件和显示如下图:

在列表中右击鼠标能够弹出菜单。
点击工具栏能够打印和预览打印。
5. 编程设置编辑和文件管理
如下图所示:

l 时段表设置: 点‘增加时段’按钮能够增加一个时段; ‘插入时段’、 ‘删除时段’进行类似就、 类似的操作。
l 对时段进行编辑; 从下拉列表框中选中时间和控制状态。注意最早的时间在前。
l 控制参数设置; 输入需要的值; 然后点击生效。
l 点击工具栏的存下命令能够把编好的数据存到文件中; 文件名能够输入。
l 在文件列表中右击鼠标能够弹出菜单。
6. 通信协议的调试工具
如下所示:

通信协议的调试工具能够调试Modbus-RTU的通信协议;
功能码03读取多个寄存器的值
功能码06 写单个寄存器的值
功能码10 写多个寄存器的值
功能码05 执行一个命令操作

8. 用户管理
用户管理界面用来添加或删除用户; 设置用户的密码( 默认的密码是123456) ; 设置用户的操作权限; 操作权限分三级。

六、 开发工具和运行环境
本软件的开发工具:
用Microsoft visual C++ 6.0 开发。
软件的运行环境要求:
操作系统: Windows /Windows XP
硬件配置: 400-MHz Pentium II以上处理器; 256M RAM;