智能用電抄表系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

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(jì)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(gè)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(jì)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(chǔ)器、1KBMOVX指令訪問的 SRAM、兩個(gè) URAT、三個(gè) 16位定時(shí)器等。兩個(gè) URAT中，一個(gè)用于與 GPRS通信，另一個(gè)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(dòng)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(shí)，數(shù)據(jù)流向也有所不同。當(dāng)傳送 AT指令集時(shí)，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(shí)，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(jì)

用電管理主要包括業(yè)擴(kuò)報(bào)裝、計(jì)量管理、電費(fèi)管理和用電監(jiān)察等幾個(gè)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(jì)量資產(chǎn)與計(jì)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(gè)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(tái)，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(tái)，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(shí)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(shí)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。