基于GSM及單片機(jī)的無線電力自動抄表系統(tǒng)的設(shè)計

0 引言

目前我國電能數(shù)據(jù)的采集基本上為手工抄表，這種方式需要抄表工人挨家挨戶去讀取電能表的數(shù)字，每月或每兩月抄一次，如果用戶家中無人就沒法讀取數(shù)據(jù)。通過微機(jī)或手工制作的電費單催繳用戶電費，而且人工抄表的方式還非常不利于數(shù)據(jù)統(tǒng)計，還存在著錯抄、漏抄、估抄等問題?，F(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對抄表方式也提出了新的要求，要求提高可靠性、實時性及數(shù)據(jù)處理方便性，而無線自動抄表系統(tǒng)則是自動抄表系統(tǒng)中一種較優(yōu)的方式。

1 自動抄表系統(tǒng)總體設(shè)計

無線抄表系統(tǒng)是由監(jiān)控中心計算機(jī)系統(tǒng)、無線遠(yuǎn)程抄表終端和GSM無線通信移動網(wǎng)三部分構(gòu)成，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。監(jiān)控系統(tǒng)中心計算機(jī)的主要功能是接收下位機(jī)發(fā)來的電度數(shù)，算出電費，然后發(fā)送短消息到用戶手機(jī)，并生成和打印報表等。遠(yuǎn)程抄表終端定時讀取電度表，并發(fā)送到監(jiān)控中心計算機(jī)。

圖1 電能表無線自動抄表系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

2 GSM無線通信的硬件

無線通信終端采用SIEMENS TC35i作為通信模塊，配以MAX3232實現(xiàn)TTL 電平到RS232電平的轉(zhuǎn)換，如圖2 所示。TC35 i 與GSM 2 /2 + 兼容、雙頻（GSM900 /GSMl800 ） 、RS232 數(shù)據(jù)口、符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)GSM0707和GSM0705,且易于升級為GPRS模塊，模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU 模式的短消息。

該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT命令接口，為數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)及設(shè)計。

TC35 i有40個引腳，通過一個ZIF （零阻力插座）連接器引出。這40個引腳可以劃分為5類，分別為電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。其中15腳為點火線IGT,當(dāng)TC35 i通電后需給IGT一個大于100ms的低電平，模塊才啟動； 31 為Power down, 32 為SYNC.16 - 23 為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0.TC35 i的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實際上是一個串行異步收發(fā)器，符合ITU - TRS232接口標(biāo)準(zhǔn)。它有固定的參數(shù)： 8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無校驗位，波特率在300 bp s~115 kbp s之間可選，硬件握手信號用RTS0 /CTS0,軟件流量控制用XON /XOFF, CMOS電平。

圖2 TC35 i外圍電路圖

3 電能抄表測量端的硬件

在本設(shè)計中，電能抄表測量端以W inbond 公司的單片機(jī)W78E58為核心如圖3所示，采用MAX813L和S12887分別實現(xiàn)掉電檢測和數(shù)據(jù)保護(hù)的功能。工作時，單片機(jī)只需定時測量單相脈沖電能表輸入的脈沖，再根據(jù)脈沖數(shù)與用電量之間的比例關(guān)系即可得到用戶的用電量，定時通過TC35 i無線通信終端監(jiān)控發(fā)送用戶的用電量到系統(tǒng)中心計算機(jī)。