基于GPRS模塊的小區(qū)無線抄表系統(tǒng)

電能計量是現(xiàn)代電力營銷系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的電量結(jié)算是依靠人工定期到現(xiàn)場抄取數(shù)據(jù)，在實(shí)時性、準(zhǔn)確性和應(yīng)用性等方面都存在諸多不足之處；將現(xiàn)代通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)以及電能量測量技術(shù)結(jié)合在一起，能夠及時、準(zhǔn)確、全面地反映電量的使用(即銷售)情況。本方案首先采用短距離無線通信方式將用戶電表的電量信息集中起來，然后通過GPRS無線局域網(wǎng)，以一種短消息的方式將此信息送給總控中心，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動無線抄表功能。
1 系統(tǒng)總體設(shè)計

基于GPRS的智能小區(qū)無線抄表系統(tǒng)主要由3部分組成：無線電表、現(xiàn)場主控節(jié)點(diǎn)以及遠(yuǎn)程GPRS無線控制終端。圖1是某小區(qū)的無線抄表系統(tǒng)組成框圖。其中無線電表是將傳統(tǒng)的電表所采集到的電量做相應(yīng)的處理，并配置無線收發(fā)模塊以短距離無線的方式將此電量信息發(fā)進(jìn)出去?，F(xiàn)場主控節(jié)點(diǎn)除了配置無線數(shù)傳模塊外，還需要配置GPRS無線收發(fā)模塊，首先將每個樓層以無線方式所采集到的電量數(shù)據(jù)集中起來，然后通過GPRS模塊將此信息發(fā)送出去。遠(yuǎn)程GPRS無線控制終端主要完成對GPRS無線數(shù)據(jù)的收發(fā)，以對現(xiàn)場所采集到的電量數(shù)據(jù)作相應(yīng)的處理。

2 現(xiàn)場主控節(jié)點(diǎn)設(shè)計

無線抄表系統(tǒng)中最主要的是現(xiàn)場主控節(jié)點(diǎn)的設(shè)計。該部分主要包括無線數(shù)據(jù)收／發(fā)以及GPRS數(shù)據(jù)收／發(fā)兩部分。其中無線數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)中所采用的模塊與無線電表中所使用的模塊相同?，F(xiàn)場主控節(jié)點(diǎn)設(shè)置在小區(qū)各樓層的中心位置，負(fù)責(zé)定時將單個單元采集點(diǎn)測量的應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的集中。主控節(jié)點(diǎn)通過無線數(shù)傳模塊完成對現(xiàn)場采集點(diǎn)的信令控制和數(shù)據(jù)提取，并通過GPRS模塊對遠(yuǎn)端主控中心的數(shù)據(jù)請求作出響應(yīng)?，F(xiàn)場主控節(jié)點(diǎn)組成框圖如圖2所示。

主站以Armel公司的AT89C2051作為主控制器，包括無線數(shù)傳模塊、存儲模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊和時鐘模塊。微控制器選用ATB9C2051。該控制器內(nèi)部有1個全雙工異步串行通信模塊UART，可以發(fā)送／接收8位數(shù)據(jù)，帶有幀錯誤檢測功能。數(shù)據(jù)存儲器選擇容量為64 KB的EEPROM存儲器AT24C256，通過微控制器的I／O口(P1．2引腳)外接存儲器的SDA腳，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀／寫；P1．3引腳外接SCL腳，提供讀／寫時序信號。微控制器通過串行接口TX(P3．0引腳)和RX(P3．1引腳)外接無線數(shù)傳模塊的發(fā)送和接收單元，通過MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片接GPRS模塊的RS232口。單片機(jī)的串行口同時連接兩個設(shè)備的串行口，容易出現(xiàn)硬件沖突。采用分時復(fù)用方式可保證同一時刻只連接一個設(shè)備的串口。