智能用電抄表系統(tǒng)的方案設(shè)計
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計
該系統(tǒng)的硬件主要分為測控器和集中器兩部分。測控器主要是用單片機(jī)把計量表中的數(shù)據(jù)采集過來,并存放在內(nèi)存里,通過 RS-485總線傳送給集中器。集中器是整個系統(tǒng)中最重要的,也是最復(fù)雜的環(huán)節(jié),它的硬件設(shè)計框圖如圖 2所示。
集中器中的微控制器選用W77E58,在其內(nèi)部集成32KB可重復(fù)編程的 Flash RAM、256B片內(nèi)存儲器、1KBMOVX指令訪問的 SRAM、兩個 URAT、三個 16位定時器等。兩個 URAT中,一個用于與 GPRS通信,另一個用于與測控器的通信。在很多場合,該單片機(jī)幾乎不用擴(kuò)展外圍芯片就能夠滿足系統(tǒng)要求。
微控制器通過 AT指令初始化 GPRS無線模塊,使之附著在 GPRS網(wǎng)上,獲得網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商動態(tài)分配給 GPRS集中器的 IP地址并與抄表終端建立連接,通過 RS232串口向客戶系統(tǒng)收發(fā)數(shù)據(jù)或指令,向 TCP/IP模塊收發(fā)數(shù)據(jù)等。
TCP/IP模塊通過 RS232串口與 GPRS無線模塊通信,提供非透明和透明兩種通道。相對應(yīng)地,該模塊有兩種通信模式:非透明模式和透明模式。通過軟件切換,模塊在處于不同的模式時,數(shù)據(jù)流向也有所不同。當(dāng)傳送 AT指令集時,模塊進(jìn)入透明模式,可直接訪問 GPRS無線模塊;當(dāng)模塊進(jìn)入非透明傳輸方式時,用戶數(shù)據(jù)從串口進(jìn)入 TCP/IP模塊后,先組成 TCP/IP包,再經(jīng)串口發(fā)送給 GPRS模塊,GPRS無線模塊把其封裝成 GPRS分組數(shù)據(jù)包傳到 GPRS網(wǎng)上。
GPRS無線模塊作為 GPRS集中器的無線收發(fā)模塊,把從 TCP/IP模塊接收的 TCP/IP包和從基站接收的 GPRS分組數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的協(xié)議處理后再轉(zhuǎn)發(fā)。GPRS模塊采用了西門子公司的 MC35I,此模塊主要由 GSM處理器、GSM射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF連接器、天線接口等六部分組成。它通過 ZIF連接器上的串口與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電路接口,通過串口讀取或發(fā)送 MC35I模塊中的數(shù)據(jù)和 AT指令。
4 系統(tǒng)軟件功能設(shè)計
用電管理主要包括業(yè)擴(kuò)報裝、計量管理、電費(fèi)管理和用電監(jiān)察等幾個方面。用電管理除有較明顯的各內(nèi)部業(yè)務(wù)功能外,還具有較強(qiáng)的業(yè)務(wù)流程性。數(shù)據(jù)信息流向如 3所示。
本系統(tǒng)將其分為用戶增減管理、計量資產(chǎn)與計量業(yè)務(wù)管理、配電設(shè)備與安全管理、電費(fèi)管理、用電監(jiān)察、抄表與控制管理、大用戶集中管理等幾個子系統(tǒng),按業(yè)務(wù)流程將各子系統(tǒng)有機(jī)地聯(lián)接起來就構(gòu)成完整的用電管理系統(tǒng)。
抄表終端智能用電系統(tǒng)軟件利用 WIN2000/XP作為操作系統(tǒng)開發(fā)平臺,以 VB作為開發(fā)工具,使用 SQL Server 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā),軟件所能管理的用戶數(shù)量幾乎沒有限制。
5 結(jié)束語
本文創(chuàng)新點(diǎn)是:利用 GPRS網(wǎng)絡(luò)作為遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)通信平臺,發(fā)揮了通用無線分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)勢,同時利用總線技術(shù)或載波通訊技術(shù)完成集中器與監(jiān)測點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信,保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、穩(wěn)定性和實(shí)時性,改變了過去 IC卡電表、電力線載波集抄產(chǎn)品等產(chǎn)品的不足,在功能和用途上有了實(shí)質(zhì)性的突破,能夠適應(yīng)現(xiàn)代電力行業(yè)供用電管理上多方面的需求。
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