基于GSM短消息的电能量采集系统

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1、基于GSM短消息的电能量采集系统hc360慧聪网电子行业频道2004-07-1416:58:22    在电力用户的用电量中，工业大用户的用电量占整个用电量(包括居民用户)的60％～80％。为准确、可靠地对工业大用户用电进行计量，对电网的输变电元件进行监测，本文根据实际情况开发了基于全球移动通信系统GSM(ClobalSystemforMobileCommunication)短消息的电能量采集系统。本系统与电力系统的管理机制相匹配，可大幅度减少管理成本，实现了抄表数据和电网运行状态及时准确的采集、传输和处理。本文对系统的组成以及抄表采集器的通信原理和功能实现进行详细的介绍。1

2、GSM及其移动短消息业务   GSM系统是目前基于时分多址技术的移动通信中比较成熟、完善，且应用最广泛的一种系统。目前已建成的覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网是我国公众移动通信网的主要方式。   GSM短消息是移动通信部门利用GSM网络在提供电路交换的各种电信业务和承载业务之外提供的基于数据分组交换的一项增值业务。SMS以数字蜂窝终端发送和接收字母数字消息的功能为基础，使用SS7信令信道来传输数据分组，在无业务信道呼叫时使用独立专用控制信道(SDCCH)，有业务信道呼叫时使用慢伴随控制信道(SACCH)。因此允许用户在做一个话音或数据呼叫的同时接收一个文本消息。同时，SMS

3、是目前GSM网内惟一采用分组方式的数据业务，一个活跃移动台能够在任何时候发送和接收一个短消息的传输协议数据单元(TPDU)，不管当时业务信道上是否有正在进行的话音和数据呼叫。值得一提的是GSM短消息的传递是有保证的，即使一个目的蜂窝终端不可达(比如关机或不在服务区内)，网络也会保留发给它的消息并当该蜂窝终端重新出现在网络中时传递。短消息可以传送的最大消息长度为140字节或160个字母数字。2GSM短消息的电能量采集系统   基于GSM短消息的电能量采集系统由电业局局端抄表计算机、GSM采集器、智能电能表三部分组成。分为二层结构：上层(局端抄表计算机与采集器之间)数据通信采用星

4、型网络，局端抄表计算机、GSM采集器的微处理器都装有GSM模块，通过GSM网络收发短消息，完成局端抄表计算机和GSM采集器的通信；底层(采集器与智能电能表之间)数据通信采用总线结构，采集器通过RS485总线按照国家颁布的《多功能电能表通信规约》所规定的抄表协议与智能电能表以总线方式进行通信，实现抄表数据的传输。系统结构框图如图1所示。   本系统无线通信工具采用西门子公司的TC35iGSM模块。TC35i模块是一个达到工业级标准的完整GSMModem：拥有EGSM900／GSMl800双频段功能，支持数字、语音、短消息以及传真业务，有较宽的电压输入范围，提供LED网络信号指示

5、以及简便的串行接口，小巧的外形易于集成。抄表系统通过移动终端的电话号码为采集器分配惟一地址，将抄表命令和数据打包成PDU数据包，通过TC35i收发短消息进行通信，建立无线抄表通信网络，为抄表采集器和抄表计算机提供一个网络化通信接口，从根本上解决了因变电站分布广、距离远而难以组网的难题，实现了数据的远程双向传输。3GSM采集器 3．1GSM采集器的主要功能(1)抄表功能：根据收到的抄表命令抄取三相多功能电能表的数据，并在每天凌晨抄取日末累计电量。(2)执行用电监察功能：对失压、断相、逆相序以及用电异常等事件进行实时监察。(3)短消息数据处理：解析收到的局端抄表计算机的抄表消息，

6、并将抄表所得的数据进行标准GSM7位编码，使之成为可以发送的PDU短消息数据包。(4)通过TC35i和局端抄表计算机通信，接收抄表、对时信息；向局端抄表计算机发送抄表数据和报警信息。3．2GSM采集器的构成GSM采集器的核心部分是它的主控制板，结构如图2所示。   主控制板由89C51作为主控芯片，通过单片机自身的串口和485总线相连，完成抄收电能表数据的任务；外接128KB的Flash闪存(29C010)存储抄表数据；通过16C550作为串口扩展电路和TC35i通信实现短消息的收发；时钟电路为系统提供实时时钟；而显示电路用来显示采集器当前的状态；同时，系统通过对89C51进

7、行软件编程实现智能控制。4TC35i和单片机的通信4．1通信初始化   TC35i有标准的RS-232接口，通信接口为标准异步RS-232全双工方式，通信字格式采用TC35i支持的10位编码格式：1位停止位，8位数据位，无校验，波特率为9600bps；帧格式采用标准的AT命令结构：帧头(固定为AT)+指令(参考AT指令集)+结束标志(固定为)。在串口通信过程中，每发出一条AT命令后都必须等待Modem的响应，若在Modem响应之前发出下一条AT命令，则后一条命令不会被执行。所以，单片机必