＜能耗采集器＞详细设计说明书作者：姜建康完成日期：签收人：签收日期：修改情况记录：目录1 引言 (1)1.1 编写目的 (1)1.2 背景 (1)1.3 定义 (1)1.4 参考资料 (2)2 程序系统的结构 (3)3 程序设计说明 (6)3.1 程序描述 (6)3.2 功能 (6)3.3 性能 (8)3.4 输入项 (9)3.5 输出项 (10)3.6 算法 (10)3.7 流程逻辑 (11)3.8 接口 (11)3.9 存储分配 (12)3.10 注释设计 (12)3.11 限制条件 (13)3.12 测试计划 (13)3.13 尚未解决的问题 (13)1 引言1.1 编写目的本说明书是山东确信信息产业股份有限公司的“数据采集器”系统项目产品的详细设计说明，主要任务是根据需求规格说明确定设计目标，以及它们的优先顺序，并根据目标确定最适合的设计方法，制定各种规范。

将系统按功能划分成模块的层次结构。

确定每个模块的功能，建立与已确定的软件需求的对应关系。

确定模块之间的调用关系，确定模块之间的接口，即模块之间传递的消息。

设计好接口的信息结构，评估模块划分的质量及导出模块结构的规则。

完成数据库设计，避免数据大量冗余软件开发小组和详细设计的每一位参者与开发成员应该阅读本说明书，清楚产品在数据的准确性和完整性方面的要求，本手册将进行数据评审和数据完整性检查，同时为下一步的测试报告提供测试数据。

1.2 背景说明：a．项目系统的名称：公共建筑节能监测系统确信数据采集器；b．项目任务提出者：山东确信信息产业股份有限公司研发中心；c．项目系统开发者：山东确信信息产业股份有限公司硬件开发部；d．项目系统的用户：公共建筑节能监测的用户；1.3 定义GPS Global Position System卫星定位对时系统；BCD 二-十进制编码BIN 二精致编码C 控制域CRC 循环冗余码校验CS 帧校验码RS232制定的一种串行物理接口标准。

RS485 制定的一种串行物理接口标准。

USB USB是英文Universal Serial BUS的缩写，中文含义为“通用串型总线”。

APN 接入点名称Access Point NameDDN 数字数据网Digital Data NetworkDNS 域名系统Domain Name SystemDTU 数据终端单元Data Terminal UnitEMC 电磁兼容Electro Magnetic CompatibilityGPRS 通用分组无线业务 General Packet Radio ServiceGSM 全球移动通信系统 Global System for Mobile CommunicationsIP 互联网协议 Internet ProtocolPAP 密码授权协议Password Authentication ProtocolPDP 分组数据协议Packet Data ProtocolRTU 远程终端单元Remote Terminal UnitSIM 用户标识模块Subscriber Identify ModuleTCP 传输控制协议Transmission Control ProtocolUDP 用户自带寻址信息协议User Datagram Protocol1.4 参考资料相关的文档，如：a．山东省工程建筑标准DBJ/T14-071-2010 《公共建筑节能监测系统技术规范》；b．CJ 188-2004-T 户用计量仪表数据传输技术条件；c．DLT 645-1997多功能电能表通信规约d．DLT_645-2007_多功能电能表通信协议2010e．山东确信信息产业股份有限公司内部文件《子系统与遥测终端机的通讯协议协议-20120614-V1.0》f．山东确信信息产业股份有限公司内部文件《采集终端与仪表通讯协议DL-T645-1997》g．山东确信信息产业股份有限公司内部文件《采集终端与仪表通讯协议DL-T645-2007》h．山东确信信息产业股份有限公司内部文件《采集终端与仪表通讯协议DL-T645-2004》i．山东确信信息产业股份有限公司内部文件《采集终端与仪表通讯协议MODBUS》参考数据a．ARM9 MC9260 Linux 开发环境搭建开发板b．MC9260_GKA硬件手册c．MC9260-GKA Linux 系统配置d．MC9260-GKA Linux系统烧写e．MC9260-GKA 快速开始f．MC9260核心板硬件手册2 程序系统的结构下面一系列图表列出本程序系统软、硬件的每个程序（包括每个模块和子程序）的名称、标识符和它们之间的层次结构关系。

图1 确信采集器的总体结构图图2 串口通讯模块连接结构图图3 采集模块的结构图图3 XML 配置方法图 图4 SQLite 数据库存储图采集器流程图5 采集器总体流程图采集器系统在上电后，开始对服务器端进行监听和对配置的XML配置文件进行载入，如果监听时出错或是配置XML文件出错，则程序不能正常运行，提示配置错误。

当正常监听和配置XML文件正常载入时，采集系统开启网络监听线程和接收线程，用来处理连接进来的网络和处理附录H中的协议，设置和查询指令。

采集的时钟线程用来处理时间配置的采集间隔和保存间隔。

当到达采集间隔时，开启6路采集线程对数据进行处理，采集仪表的对应数据存储到字面量的临时存储区中，当到达保存时间时，保存到数据库中。

当有客户端网络连接到采集器时，网络线程对用户下传指令进行采集，对数据进行分析后，回传给网络的客户端用户对应的数据。

配置方式可以通过网络上传XML配置文件，还可以使用WEB 对配置参数进行配置。

3 程序设计说明逐个地给出各个层次中的每个程序的设计考虑。

以下给出的提纲是针对一般情况的。

对于一个具体的模块，尤其是层次比较低的模块或子程序，其很多条目的内容往往与它所隶属的上一层模块的对应条目的内容相同，在这种情况下，只要简单地说明这一点即可。

3.1 程序描述本程序的运行是运行在多线程的状态下，并提供实时的检测设备的功能，程序运行时载入设备的配置文件信息，使程序按照配置信息的内容进行工作，并接受用户的现场和远程修改，配置信息以XML文件形式记录。

程序启动后根据配置信息启动最多5个服务器的连接，来接收服务器端的指令协议，并相应其中的操作。

设备自动更具设定的时间参数对数据进行数据采集和保存，并且实时监控网络连接和对指令响应等；提供对配置文件的手动操作，此功能在初始化安装和对仪表的添加和维护管理中使用，增强数据的准确性和精度。

程序使用SQLite嵌入式数据库实现对数据的存储，实现对数据的保留和查询。

3.2 功能山东确信信息产业股份有限公司采集器终端程序应具有的功能如下：基本功能：1.服务器端的监听维护2.客户端网络连接的数据通讯3.附录H中的指令的功能实现4.配置文件的读取、修改、保存实现（指令、WEB、COM、FTP）5.实现645-1997、645-2004、645-2007、MODBUS多协议的切换6.对SQLite的移植和使用7.RS485采集的指令（不同协议）和收发的实现8.外部的FTP、TELNET、WEB的操作实现采集器系统基本功能响应召测查询：响应子系统召测命令发送相应数据，返回查询当前的总显示数值。

定时采集：当到达采集的时间间隔时，通过采集线程对RS485连接的仪表的数据进行采集，并解析返回的指令数据保存到字面量中。

响应子系统的设置命令，可以设置终端采集器的地址。

具有远端设置采集器密码功能。

具有时钟同步功能。

具有在采集器数据存储功能，保证数据不丢失，便于数据整编，存储在TF卡中，实现存储数据的现场保存。

内置或外置接入（人工配置），可实现人工设置、查询等。

可外接计算机本地编程、组态、诊断、数据下载、维护等。

具有固态存储功能（实现TF保存），可外接计算机读取原始数据或历史数据下载；具有历史数据远程下载功能。

能最多连接5个客户端的连接；具有多种通讯接口：可外接超短波电台、PSTN（拨号MODEM）、Inmarsat-C Modem、GSM/GPRS MODEM、V AST、北斗卫星、全线通卫星、RS485、RS232等，并实现自动主备信道切换；超短波电台方式下传输速率1200BPS/2400BPS，发射机功率5-25W可调，其他方式传输速率用户自由定义，一般选择9600BPS；当到达采集数据间隔时，自动采集并主动存储到临时存储区的字面量中，当用户发送查询指令时向用户发送采集到的数据，同时还可以按照保存间隔把临时存储区中的数据保存到数据库中。

用户可设置查询产品信息的内容，包括厂商的代号、产品编号、硬件版本号、软件版本号；用户还可以设置查询采集器终端的运行参数，包括心跳周期、采集周期、历史数据保存周期；用户还可以设置仪表的仪表序号、仪表类型、通讯速率和端口号、仪表通讯地址、数据采集方按。

采集协议包括：645-1997 、645-2004、645-2007、MODBUS（可自定义）支持RJ-45和GPRS （CDMA）通信方式传输数据，采集器可选择向一个或多个（子系统或）发送实时数据。

采用定时采集查询返回的工作机制，把遥测站的信息发回子系统，定时间隔1-1440分钟可设置。

采集数据：采集器按照采集间隔来采集各个总线上仪表的仪表的数据。

保存数据：采集器按照保存间隔来把采集各个总线上仪表的仪表的数据，存储到TF卡中的数据库中。

参数设置：采集器地址、采集器密码、采集器RTC时钟、采集器运行参数、仪表的配置参数、产品信息内容。

数据存储：采集器配置大容量非易失存储模块（2G），可存储1年天的数据，可以通过GPRS或RJ-45 远程读取，读取的最小时间间隔为1天。

响应召测：采集器能响应子系统远程资料召测命令，将固态存储数据上传到子系统。

双向确认：采集器给子系统发送数据；采集器收到修改配置命令后，首先修改系统配置，然后读出已修改的配置，返回一条确认核对信息。

扩展接口：采集器预留4路模拟量的传感器输入口，以实现今后对温度等参数的自动采集，并处理传输。

测试功能：提供测试状态，保证在检修和维护时产生的数据进行显示。

3.3 性能说明对该程序的全部性能要求，包括对精度、灵活性和时间特性的要求。

正向有功（总电能）：目前使用XXXXXX.XX来表示，表示的范围000000.00-999999.99的刻度使用的单位为千瓦时。

正向无功（总电能）：目前使用XXXXXX.XX来表示，表示的范围000000.00-999999.99的刻度使用的单位为Kvarh（千乏时）。

三向电流：A相电流、B相电流、C相电流，目前使用格式XX.XX形式表示，有2个字节格式，表示的电流的范围为00.00-99.00 ，单位为A（安培），数据精度精确到小数点的2位。