無線數(shù)傳技術(shù)和產(chǎn)品的電力無線抄表系統(tǒng)解決方案

　　GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)化應(yīng)用解決了電力系統(tǒng)對(duì)智能抄表控制系統(tǒng)的通信需求，相比于傳統(tǒng)的專用網(wǎng)絡(luò)，其覆蓋性和成本更加適合于工業(yè)應(yīng)用，本文提出了基于深圳市天地華杰科技有限公司的無線傳輸模塊TD-8700S DTU和控制模塊的GPRS/CDMA無線抄表系統(tǒng)實(shí)施方案。

　　該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮到電表和抄表服務(wù)器端（數(shù)據(jù)服務(wù)器）的數(shù)據(jù)通訊要求，電表和抄表服務(wù)器端采用有限透明傳輸模式，即智能控制模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有限過濾和分析處理，避免冗余和分辨出指令信息。通訊方式采用通過TD-8700S DTU模塊建立通過移動(dòng)通信網(wǎng)關(guān)的無線通信鏈路，可以進(jìn)行基于TCP/IP和UDP/IP數(shù)據(jù)傳輸?；诳刂颇K的容錯(cuò)機(jī)制和GSM備用通道模式，彌補(bǔ)了由于GPRS網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性帶來的影響。

　　硬件實(shí)現(xiàn)

　　實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有限透明傳輸和電表的智能控制，模塊接收服務(wù)器端通過數(shù)據(jù)傳輸模塊到達(dá)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析，查詢指令經(jīng)RS485接口傳輸給電表，控制指令通過控制I/O對(duì)電表智能控制。電表接收到查詢命令后，反饋相關(guān)信息，信息到達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊后，模塊按事先配置的參數(shù)進(jìn)行處理，需要回送到服務(wù)器的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸，并根據(jù)電表反饋進(jìn)行智能控制和報(bào)警處理。

　　產(chǎn)品參數(shù)及特性

　　TD-8700S是一款RS-485到GPRS轉(zhuǎn)換器（又稱無線數(shù)傳終端，工業(yè)無線網(wǎng)卡，工業(yè)手機(jī)，GPRS調(diào)制解調(diào)器）。是深圳市天地華杰科技有限公司為了解決串口設(shè)備長距離傳輸數(shù)據(jù)，在利用GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的情況下而專業(yè)設(shè)計(jì)的。TD-8700S提供標(biāo)準(zhǔn)的RS-485通信接口，還提供雙向透明數(shù)據(jù)傳輸通道，讓用戶不用知道復(fù)雜的GPRS通訊原理和TCP/IP協(xié)議情況下，不用更改原有程序情況下，就可以讓工業(yè)RS-485串口設(shè)備的串口通信立即轉(zhuǎn)換為GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通信。TD-8700S內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，它不對(duì)設(shè)備上傳和下發(fā)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解釋與處理，僅對(duì)用戶數(shù)據(jù)包實(shí)施TCP/UDP數(shù)據(jù)封包與拆包處理，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)墓δ?。同時(shí)還可以在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)的傳輸。

　　產(chǎn)品特性

　　1. 使用方便、靈活、可靠 、配置維護(hù)接口

　　2. 符合GSM/GPRS通訊標(biāo)準(zhǔn)，支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)

　　3. 數(shù)據(jù)終端永遠(yuǎn)在線 ，透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換

　　4. 支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)中心等數(shù)據(jù)傳輸短消息數(shù)據(jù)備用通道

　　5. 支持RS-485， 內(nèi)置GPRS模塊

　　6. 抗干擾設(shè)計(jì)，適合電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用需求

　　7. 路由與虛擬地址轉(zhuǎn)換服務(wù)（NAT） 無線、實(shí)時(shí)、大數(shù)據(jù)量通信

　　8. 控制端不需要多用戶卡、Modem之類的設(shè)備，只需要控制端上網(wǎng)

　　9. 低端串口設(shè)備快速無線聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)量通信

　　10.通信效果取決于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)

　　11.數(shù)據(jù)通信穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸速度快，數(shù)據(jù)量大的優(yōu)點(diǎn)。單程《1秒，速度可達(dá)40 kbit/s

　　12.通過超級(jí)終端類似于AT指令方式設(shè)置程序，靈活設(shè)置通信參數(shù)

　　13.支持靜態(tài)IP，域名，SMS找IP等多種主機(jī)發(fā)現(xiàn)方式

　　技術(shù)參數(shù)

　　◆ TCP/IP協(xié)議棧支持：TCP、UDP、FTP、SOCKET、TELNET、POP3、SMTP、HTTP

　　◆ 天線接口：50Ω/SMA 陰頭

　　◆ 數(shù)據(jù)傳輸方式：全透明數(shù)據(jù)傳輸

　　◆ 支持參數(shù)設(shè)置：TCP客戶、TCP服務(wù)器、UDP、設(shè)備透明傳輸?shù)饶Ｊ?/P>

　　◆ UIM卡：3V

　　◆ 串行數(shù)據(jù)接口：RS-232或RS-485

　　◆ 串行數(shù)據(jù)接口速率：300到115，200 bits/s

　　◆ 功能模式：掉線自動(dòng)重新?lián)芴?hào)功能 省電模式

　　◆ 設(shè)備功耗：待發(fā)射狀態(tài)約120mA；發(fā)射狀態(tài)約300mA，范圍200mA ～480mA

　　◆ 工作溫度：-10～+50℃

　　◆ 儲(chǔ)存溫度：-20～+75℃

　　◆ 相對(duì)濕度：95% （無凝結(jié)）

　　◆ 設(shè)備供電： +5V

　　◆ 工作溫度：-20℃ ～ +70℃

　　◆ 質(zhì)量保證：三年

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　廣泛用于樓宇自動(dòng)化控制、停車場設(shè)備聯(lián)網(wǎng)控制、交通聯(lián)網(wǎng)控制、PLC控制與管理、POS機(jī)的聯(lián)網(wǎng)、LED屏幕控制、工廠、車間、礦井、銀行、油田監(jiān)控、電氣、航海通信、其他RS-232/485設(shè)備聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等遙控領(lǐng)域。

　　如果客戶需求可以添加I/O控制功能：

　　GPRS DTU提供的I/O接口可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電表的智能控制，通過中間電路控制實(shí)現(xiàn)電表的報(bào)警和斷電等智能處理。由于I/O的端口充裕和簡潔的程序控制實(shí)現(xiàn)使后續(xù)擴(kuò)展更方便。

　　軟件實(shí)現(xiàn)模塊

　　數(shù)據(jù)接收發(fā)送：該部分是整個(gè)軟件的數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)部分，其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從電表終端到PC處理器的通訊，也實(shí)現(xiàn)PC通過GPRS DTU與抄表服務(wù)器的無線數(shù)據(jù)通訊。由于可靠性的需要，我們采用TCP/IP方式和服務(wù)器端建立鏈路，并用短信模式進(jìn)行通道補(bǔ)充，在連接中采取多可靠和錯(cuò)誤處理機(jī)制來確保無線通信鏈路的通暢。錯(cuò)誤處理機(jī)制包括：對(duì)DTU模塊復(fù)位、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行軟復(fù)位、短信錯(cuò)誤報(bào)警和短信錯(cuò)誤修正。

　　數(shù)據(jù)分析模塊：數(shù)據(jù)分析模塊是有限透明處理的中心邏輯，負(fù)責(zé)對(duì)收發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。判斷內(nèi)容包括：服務(wù)器下達(dá)指令的分類－分為對(duì)電表的通用指令和智能操作的操作指令；電表上傳服務(wù)器數(shù)據(jù)的分析—包括對(duì)數(shù)據(jù)情況的判別（是否需要進(jìn)行智能控制）和數(shù)據(jù)的上行到服務(wù)器的處理；對(duì)短信指令的分類處理—分辨出配置指令和操作指令并進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的處理。

　　數(shù)據(jù)智能控制：通過DTU的I/O接口對(duì)電表進(jìn)行控制，包括報(bào)警、斷電等控制處理以及其他擴(kuò)展處理。

　　參數(shù)配置處理：通過COM口和PC機(jī)連接，使用PC機(jī)上的配置軟件對(duì)所需參數(shù)進(jìn)行配置，包括：服務(wù)器端的IP地址、端口號(hào)、傳輸協(xié)議、打包數(shù)據(jù)長度、時(shí)延等。通過接收到的短信配置命令對(duì)參數(shù)進(jìn)行配置，該模式適合于遠(yuǎn)距離作業(yè)時(shí)候的配置和處理。

　　數(shù)據(jù)分析：數(shù)據(jù)分析模塊是基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個(gè)TCP/UDP SERVER端，可以響應(yīng)多個(gè)客戶端的連接請(qǐng)求，并對(duì)TCP/UDP數(shù)據(jù)包進(jìn)行接收、存儲(chǔ)和分析，建立終端對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分析、記錄數(shù)據(jù)庫，并提供數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)記錄查詢功能。