基于GPRS的远程无线自动抄表系统的设计

《基于GPRS的远程无线自动抄表系统的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章绪论发展远程自动抄表的瓶颈之一是信号传输通道。目前常见的光纤通信、无线通信、电话线网、点对点的红外线通信和低压电力载波等通信方式,无不受投资、维护、地理环境、无线信道、组网可靠性等因素的制约,难以适用于点多面广的用户信息监测。短消息SMS的模式虽然具有覆盖面广、传输距离不受限制、不用自行组网、易于扩容、安装方便、投资省、免维护等优点,但是短消息SMS的信道延时是不可预测的,而且一个短消息能够包含的信息量非常有限,一般只能有几十个字节。在数据量很大的集中抄表系统中,一个数据包往往要进行分组,而且短消息延时比较大,

2、费用昂贵。GPRS业务在具有上述优点的同时又解决了信道流量的问题,在无线网络用电管理中广为采用。它采用分组交换传输数据的高效率方式,提供广域、无缝、直接的Internet无线IP连接。每个用户可以同时占有多个无线信道,大大提高了信息传输速率,理论上可提供高达171.2kbit/s的传输率。以GPRS为基础的无线数据应用为实现远距离的数据传输提供了一种新的技术手段。10第二章系统设计GPRS(GeneralPackedRadioService，通用分组无线业务)是一种采用分组交换的高效率数据传输方式，它克服了GSM中电

3、路变换速率低、资源利用率差等缺点，最大限度地利用了现有的GSM网络资源，提高了传输速率。GSM网络的数据传输速率低于96Kb／s，GPRS网络理论上最大可以提供1712Kb／s的传输速率．由于GPRS网络具有永远在线、快速登录、按流量计费、切换自如、高速传送、安全可靠等优点，所以由它来做技术支撑，可以用更加简单、低成本、安全可靠的方式构建远程监控网络，节省人力、物力，提高水文遥测监控的自动化水平。GPRS技术的无线自动抄表系统在我们原有自动抄表系统的基础上改造过来的，原来的系统是在管理微机串口处外接一个R$232／4

4、85转换器，然后直接与图中的具有RS一485通信接口的采集器相连。从图1看改造后的具有GPRS功能的无线自动抄表系统共分三层。第一层为原来的采集器，第二层为集中器，第三层为管理微机(数据中心)。采集器部分为能收集多路、多种能耗(水、电、气、暖等)脉冲的具有通信能力的智能设备，它与集中器之间的通信采用技术成熟的RS一485总线方式。集中器部分向下连接它所在区域的多个智能采集器，向上通过GPRS模块完成与管理微机之间的数据交换。而管理微机那儿也是通过GPRS模块完成与各个集中器的数据交换，当然，它还担负着用户界面操作、数

5、据管理、费用结算、账单打印等服务功能。这种从原来的两级网络结构变为三级网络结构，从系统的容景上看，是一次彻底的革命，因为增加的中间级是具有GPRS模块的集中器，而集中器的GPRS模块实际上是外挂在GSM网上，因此种三级的网络结构，不仅解决了通信的距离问题，而且解决了系统的容景问题。显然采集器的电路已经具备与集中器直接相连的功能，因此电路不需作任何修改。管理微机那儿我们可以考虑直接带通信数据透明的GPRS功能模块，而不作硬件上的重新设计，但这种方式需要编制上位管理软件的工程师也要熟悉GPRS模块中的大量的AT指令，并将

6、用到的AT10指令嵌入到上位管理软件程序中去，同时要求上位机软件工程师在原来的软件上作比较大的修改，为了尽量减少已经成熟的上位管理微机软件的改动工作量，我们在管理微机的串口处，设计了的内含GPRS模块的通信接口。整个系统中，由于采集器和管理微机已经是成熟的产品，因此，本系统的设计主要涉及集中器和通信机的设计。而且，集中器和通信机无论在硬件设计上还是在软件设计上都有很大部分是相同的，所以只需硬件工程师统筹考虑即可。图2—1基于GPRS技术的无线自动抄表系统结构图10第三章硬件介绍由于集中器和通信机的硬件基本相似，因此，

7、我们先以集中器为例介绍硬件设计。集中器的硬件主要包括集中器的智能控制部分电路和GPRS模块及其外围电路两部分。分别见图1和图2所示。图3—1集中器的智能控制部分电路图集中器的智能控制部分完成的主要功能包括与采集器的数据通信，与GPRS模块进行数据通信，以及完成本机内GPRS模块的初始化和完成本机内GPRS模块与系统通信机内的GPRS模块建立数据通信前的连接工作等。由于集中器既要向上(与通信机)收发数据，又要向下(与采集器)收发数据，为保证通信数据的实时性，我们选择具有双串口功能的W77E58作为集中器的CPU。考虑集

8、中器下的各个采集器具有一定范围内的分散性以及系统的电气安全性能，这里设计的为具有光电隔离的RS一485总线方式，右上的电平变换1、2部分是解决GPRS模块的数字电平为3V的问题，图中只画出了77E58向GPRS模块发送的电平变换图，而接收部分的电平变换与发送部分电路基本一样，只是两个三极管的上拉电压更换一下即可。为更加直观地观察通信是否正在进行