电能计量带电核查仪系统的设计

USB口来的5 V电源(或锂电池提供的3.7电源)降压至3.3 V(系统供电)、2.8 V(摄像头模块供电)、1.8 V(基准电源供电)、1.3V(ARM处理器核心工作频率400 MHz供电)、1.2 V(ARM处理器核心工作频率300 MHz供电)，监控锂电池的电量，管理锂电池充电。为了延长待机时间，智能管理对摄像头模块、条码扫描模块、红外通讯模块和Wi—Fi通讯模块的供电。

2.4 红外通讯电路模块

红外通讯模块功能实现与数字式电能表的通讯，采集电能表电能信息，通过串口通讯方式与处理器连接。按照DL/T645-1997DL/T645-1997多功能电能表通信规约，处理器将通讯的命令发送到红外通讯模块，由红外通讯模块进行调制后发射，传递给电能表，电能表将数据以红外的方式传递给红外通讯模块，再经红外通讯模块解调，将数据送到处理器进行处理。

2.5 条码扫描模块

条码扫描模块实现对高供高计设备自身条码信息的采集，为管理者进行高供高计设备辨别唯一性提供依据。采用霍尼韦尔公司的58XX系列条码扫描模块，支持5 V或3.3 V电源供电，有待机模式，可识别标准的一维和二维的条码，能快速捕捉数字影像、360度全向的读取条码，体积小巧，适合工业应用，通过串口通讯方式与处理器连接。处理器对条码扫描模块发出条码扫描的触发指令，条码扫描模块开始条码扫描处理，当识别成功后将条码信息经串口发送给处理器处理，并进入等待命令状态，处理器可启用待机模式实现延长电池的工作时间。

2.6 摄像头模块

摄像头模块实现对高供高计设备及其他设备的外观图像、视频信息的采集。采用SIV100B摄像头模组，它是一款1/7英寸，最大640 x 480分辨率的CMOS摄像头，具有高质量的视频采集和低噪声的特性，通过内部集成的一个10位ADC转换电路，将图像信息传输到内嵌的图像处理器。实现图像自动曝光、白平衡补偿、黑电平补偿、5*5矩阵的插补、假彩色的矫正等等处理。支持多样的尺寸输出格式如VGA和CIF，数据输出格式如RGB和YCbCr。嵌入式处理器可通过8位并口读取SIV100B摄像头模组图像信息，通过I2C接口可设置模组中彩色效果X、Y轴图像转动。

2.7 Wi—Fi通讯模块

Wi—Fi(Wireless Fidelity)是IEEE所定义的无线通信标准IEEE 802.11。在有线局域网的基础上通过无线HUB、无线访问节点(AP)、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。无线接入和高速传输是Wi—Fi的主要技术优点。其中IEEE 802.11b最高速度为11 Mb/s，IEEE 802.11 n/g最高速度为54 Mb/s。

本系统中Wi—Fi通讯模块实现与电脑后台支持软件的通讯，将后台软件发送的查询、设置等命令下发到本系统，或将本系统采集到的各种数据(如图像视频信息、条码信息、电能表数据信息等)上传到后台中，供后台进行数据采样、对比和分析。采用环隆电气公司的MR09 Wi—Fi通讯模块支持IEEE 802.11n/g/b协议，3.3 V供电，SDIO/SPI接口通讯，最大传输速度300 Mb/s工作在2.4 GHz频段，覆盖范围最远100 m(由环境决定)。

3 系统的软件设计

电能计量带电核查仪系统软件分为电能计量带电核查仪软件和后台应用软件两部分。

3.1 电能计量带电核查仪软件设计

电能计量带电核查仪软件设计包括嵌入式操作系统的移植和应用软件的设计。

3.1.1 嵌入式操作系统的介绍

本系统采用的是Windows CE的操作系统，它是Microsoft公司针对嵌入式产品领域开发的嵌入式操作系统，是一种紧凑、高效、可伸缩的32位操作系统。其具有精简的模块化操作系统、多硬件平台支持、支持有线和无线的网络连接、稳健的实时性支持、丰富的多媒体和多语言支持、提供了强大的开发工具等特点，非常适合消费类电子、手持类电子设备、专用工业控制设备和嵌入式通信设备的开发。

3.1. 2 嵌入式操作系统的移植

Platform Builder是一个定制Windows CE操作系统的嵌入式平台集成开发环境，在Platform Builder软件中可对系统部分硬件驱动进行更改(如Wi—Fi、摄像头等)，最后经Platform Builder编译生成Windows CE的操作系统及Bootloader的镜像文件，将镜像文件下载到MCP的Flash存储器中，并配置操作系统启动文件boot.ini。

3.1.3 应用软件的设计

电能计量带电核查仪应用软件是本系统的核心，在Visual C++2005开发环境下完成设计。本应用软件在Windows CE操作系统启动后，自动装载并运行。主要包括读电表单元、条码扫描单元、图像采集单元和Wi—Fi通讯单元等。

电能计量带电核查仪应用软件工作流程如图3所示。应用软件启动后，先对各模块单元进行初始化，然后开始启动Wi—Fi通讯单元模块，并与后台Wi—Fi通讯单元建立