智能用電抄表系統(tǒng)的方案設計

3 系統(tǒng)硬件設計

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把計量表中的數(shù)據(jù)采集過來，并存放在內存里，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，也是最復雜的環(huán)節(jié)，它的硬件設計框圖如圖 2所示。

集中器中的微控制器選用W77E58，在其內部集成32KB可重復編程的 Flash RAM、256B片內存儲器、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，該單片機幾乎不用擴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)絡運營商動態(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。當傳送 AT指令集時，模塊進入透明模式，可直接訪問 GPRS無線模塊；當模塊進入非透明傳輸方式時，用戶數(shù)據(jù)從串口進入 TCP/IP模塊后，先組成 TCP/IP包，再經串口發(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)進行相應的協(xié)議處理后再轉發(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實現(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)軟件功能設計

用電管理主要包括業(yè)擴報裝、計量管理、電費管理和用電監(jiān)察等幾個方面。用電管理除有較明顯的各內部業(yè)務功能外，還具有較強的業(yè)務流程性。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、計量資產與計量業(yè)務管理、配電設備與安全管理、電費管理、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)務流程將各子系統(tǒng)有機地聯(lián)接起來就構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 結束語

本文創(chuàng)新點是：利用 GPRS網(wǎng)絡作為遠程無線數(shù)據(jù)通信平臺，發(fā)揮了通用無線分組業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)勢，同時利用總線技術或載波通訊技術完成集中器與監(jiān)測點之間的數(shù)據(jù)通信，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、穩(wěn)定性和實時性，改變了過去 IC卡電表、電力線載波集抄產品等產品的不足，在功能和用途上有了實質性的突破，能夠適應現(xiàn)代電力行業(yè)供用電管理上多方面的需求。