教程概述
本次教程我们将对单向费控智能电能表的接入做一个介绍.该电表最终实现的功能为实时的上报电表的数据到平台且一个DTU可以对多个电表进行数据报告.该功能的最终呈现效果如下图所示:
本次教程可能用到的软件(附下载链接)
虚拟串口工具:virtual_serialport.zip
虚拟电表:meter_v2.7.1.zip
虚拟DTU:dgiot_dtu.zip
TCP/UDP测试工具:TCP&UDP test.rar
抄表软件:search meter.rar
对于设备的连接和调试我们将利用图片或视频进行引导,具体教程如下：
- 1.硬件连接
- 2.[DTU调试]
- 3.[平台配置]
- 4.[常见错误及解决方案]
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硬件连接
[==涉及用电安全,非专业人员请勿操作==]
硬件准备
本次操作用到的电表:DDZY1296型单向费控智能电能表,DTU:USR-W610.两者之间的通讯需要利用RS485线来完成.由于该型号的DTU利用网络进行调试,所以确保后期电脑与DTU可以在一个网段下进行操作.所需硬件如下图:
本次测试用到的设备涉及到220V或更高电压的连线,在后续操作中缺乏电工基础请立即停止.如若后续调试由于个人原因或操作不当造成人员受伤本公司将豁免责任
首先我们观察电表盒盖上标注的信息.根据图示初步了解各个数字标记处接口的作用和一些注意事项.如下图所示,我们做简单介绍:
一.1和3为一对串口。'入'为输入端,即为连接电网的两个端口，主要作用是将电接收做一个控制。
二.2和4为一对串口。'出'为输出端,即向设备供电的两个端口，主要作用是将电输出到用电器上。
三.7和8为一对串口。根据标识得知为脉冲串口,注意上方标注的正负,接线要分清。
四.9和10为一对串口。标注为多功能口,由于本次操作不涉及该端口,所以不做过多介绍。
五.11和12为一对串口。为485口即我们熟悉的通讯端口。上方的A、B分别代表着正、负,注意连线分正负极。
其次,我们来介绍DTU.该DTU支持wifi和网线联网.那么这次我们是利用wifi对其进行接网操作.该型号支持RS485和RS232口数据传输,鉴于电表只支持485口协议那此次采用RS485做串联口。
硬件连接
接下来涉及带电操作,先关闭电闸,然后根据步骤进行连接:
1.将电表的1、3口分别接入电网。注意1为+,3为-。
2.将电表的2、4口连接到用电器的+-极。(也可连接到接线板,后续测量用电量)
3.将电表与DTU的485串口连接起来,注意AB接口是否连接正确。
完成接线后参考下图,如若有出入请仔细检查后接电
目前连线已经完成,可以尝试通电查看是否正常。若一切正常运行进入下一阶段DTU的配置。
DTU调试
第一部分
由于采用的电表拥有自带的通讯信息,所以对于电表的波特率、校验码奇偶和校验位个数等方面都要进行一个测试来得到其具体数据，否则无法与DTU之间建立通讯来完成抄表任务，由此我们有两个办法来获得上述数据:1.查看厂商提供的资料或者询问获得;2.测试各个常见的数据查看是否能完成连接后通讯.经测试,我们得到该DDZY1296型电表的波特率为'2400',数据位'8',停止位为'1',校验为'偶EVEN'。
建议:对第一部分实现了但把握不大的人员,建议理解一下第二部分的内容再按照第三部分内容进行操作。当然对整个模型框架有概念的挑战者在配置完第二部分后便可进入下一步操作。
第二部分
DTU调试分3个方面。指的是网络配置、MCU配置和服务器信息配置。对于DTU而言,我们将在网页上面对它进行信息变更，关于DTU具体信息可在背面查看。
1.网络配置:此步骤以建立DTU连接网络为目的。点击DTU进行无线网络进行设置。将要连的wifi用户和密码输入到指定位置，设置完后若要点确认的因在完成每一次更改后都点一次,否则信息不会保存。
2.MCU配置:此步骤以建立电表和DTU之间的通讯为目的，我们根据第一部分得到电表485口通讯的信息进行修改，并选择设备上报注册包信息为MAC地址,方便设备自动上线后我们的检查。最后确认DTU不会上报有些没必要的信息，修改信息如下图所示:
3.服务器信息配置:此步骤以建立DTU与服务器数据库连接为目的，先将我们的DTU设置为client模式去连接服务器,后将服务器地址和将要接收信息的端口号填入即可。如图示:
确保网络配置连接已完成更改后,在模式一栏将AP改为STA模式.即变为静态连接关闭原有的热点模式
完成上述步骤后有把握的可以进入下一步骤,但希望大家可以阅读了解第三部分。
第三部分
对于上述配置准确性没有把握或后续发生错误来排除故障,以及想测试DTU和设备是否适配的人员,我们可以通过透传来检测dtu和电表以及服务器间的连接是否正常。
初步了解DTU各个配置目的后,用debug的方法进行操作。大致意思为将设备先用本地服务器测试无误后移植远程服务器中,可以尽可能排除有些问，那么首先我们将MCU配置好,网络连到与电脑同一个路由器下,服务器地址写为本机地址。然后开启一个TPC server进行简单设置将DTU连上来,此时我们可以向DTU发生消息查看其是否响应请求和返回值是否正确。下发的指令为68 AA AA AA AA AA AA 68 11 04 33 33 33 33 AD 16 (此码含义为'查看当前组合有功电能'，想要了解或有疑义可参考'常见错误解决和扩展'-->'抄表软件')若正常配置,我们会收到来自DTU对电表信息的返回值，那么我们就可以切换到DTU所在网址(参考TCP server),进入后将服务器地址和端口号换成服务器的值,然后进行下一阶段的操作。
如果上述连接出现了错误,分析一下目前可能会出错的地方:1.MCU配置不正确;2.网络配置出错;3.DTU与电表设备不匹配;4.发送的指令格式不对或间隔太短.....
平台配置
配置通道->创建产品->打开通道->设备自动上线->查看设备信息
通道配置
配置3个通道,负责对DTU和电表发送下行指令和接收存储上行的信息进行管理和控制，具体配置说明如下所示:
采集通道METERDTU:用于采集电表响应的数据,通过我们的解析可以得到用电量等数据。连接单个电表设备选择扫表方式为quick,多设备连接请选择normal。
指令通道INSTRUCT:用于扫表指令和抄表的下发，根据用户需求对DTU传送不同的指令以得到数据值的回复。
存储通道TD:用于将电表采集到的值存储到数据库内方便后期的调用与实时的查看。
产品创建
创建两个产品,DTU和电表，DTU用于接收服务器指令并下发给电表,电表则用来存储实物电表上报的值用于展示。
4GDTU:该产品挂载在电表上充当网关的角色,用于建立平台和电表之间的通讯，所以在产品配置时,将指令通道和采集通道添加在物接入即可。
电表设备:接收来自DTU上传的电表信息通过解析将获取到的值按一定的规律存储起来,方便后期的数据调用，在配置方面,我们要建立一个物模型对采集的数据格式进行一个规范。然后在物接入和物存储处添加上通道即可。
物模型创建时
配置完成后检查一遍配置,后将所用通道重启一遍，切记在修改完产品或通道后都要重启通道使配置生效。
设备上线
就DTU而言,连入服务器会根据其上报的MAC值进行校验后创建产品。对于电表,我们平台拥有扫表的功能,DTU会接收扫表指令对连接的电表进行扫描。当我们接单个设备选择了quick模式,大大缩减了扫表时间，观察DTU的灯,TXD代表发送、RXD代表接收;那么根据实际情况理解为TXD闪烁,DTU向连接的设备发送命令,同理RXD闪烁代表电表设备向DTU发送了返回值。
首先会看见DTU上线,然后再其完成扫表任务后电表设备也会上线。点击电表后将会看到我们将得到电表的实时数据,那么电表连入过程就顺利结束了。
常见错误解决和扩展
抄表软件
抄表软件的作用可以分成三个方面。第一是获取报文用于抄表指令的下发;二是获得数据标识,用于物模型的配置;第三是校验电表通讯信息。下面做详细的讲解:
获取报文
何为报文,即我们点击要查询的电表值,那么抄表软件会向电表发送一串数据--请求电表上报我们要查的参数,而这个参数也以一串数据的形式返回到我们电脑。而抄表软件内有报文,作用是对前面两个数据进行监视和打印。我们可以将这些数据进行整理得到查不同的电表信息时发送的数据。
数据标识
数据标识指我们需要的数据在寄存器内有一个地址用来检索数据,在我们平台上称为数据地址。该地址在配置物模型时需要用到。
校验通讯
鉴于信息交互时需要确认数据的准确性即我们想要获得的数据是否为我们当前拿到的数据时,可以利用该工具进行校验。
电表方面
电表我们细分为虚拟电表、实物电表这两部。
虚拟电表
虚拟电表可以参考上一个文档加深理解.虚拟电表对于实物电表来说更优于我们测试DTU和平台的使用.因为虚拟电表的稳定性高且数值变化明显,测试阶段不会由于兼容性问题而影响其他步骤,最关键的是虚拟电表会打印出电表实时的数据接收和发送,极大地便捷我们找到问题所在.
实物电表
实物电表是我们最终的演示成果,虚拟电表的测试都是为实物电表的接入做准备.而在接入前我们要先对电表通讯信息有一个了解即波特率、校验码之类的信息有了解.电表的接法各不相同而各个厂家对于DTU的兼容性不同且涉及高压电的使用,务必耐心测试.