通用分组无线服务技术在电力抄表系统中的应用.pdf
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1、第 3 2卷第 3期 上 海 理 工 大 学 学 报 J U n i v e r s i t y o f S h a n g h a i f o r S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y V o 1 3 2 N o 3 2 0 1 0 文章编号 : 1 0 0 7 6 7 3 5 ( 2 0 1 0 ) 0 3 0 2 8 5 0 4 通用分组无线服务技术在 电力抄表 系统 中的应用 张晓忠, 郝润科 , 崔以 ( 上海理工大学 光 电信息与计算机工程学院 ,上海 田 2 0 0 0 9 3) 摘要: 针对传统的人工抄表不仅费时费力, 而且不便于用电量
2、实时统计的情况, 研究了基于现有 G S M 网络发展起来的通用分组无线服务技 术( G P R S ) , 提 出了利用 G S M 手机移动上 网功能, 进行 传送电力 系统抄表数据 的方法 基 于 G S M G P R S G T M9 0 0模块 , 以单 片机 为核 心, 通过 R S 2 3 2 R S 4 8 5 接 口, 实现 了数据终端电能表与无线传输的连接 , 并备有 A D转换接 E l , 可实现模拟信号的 直接 采 集与传 输 关键词 : G P R S ; 无线传输;单片机;无线抄表 中图分类号 : T P 8 0 2 4 文献标志码 : A n A ppl i
3、c at i on oI ge ner al packet r adi o S e r v1 c e i n m e t e r - r e a di ng s ys t e m Z H AN G X i a o - z h o n g , H A O R u n - k e , C Ul Y i t i a n ( S c h o o l o f O p t i c a l - E l e c t r i c a l a n d C o mp u t e r E n g i n e e r i n g,U n i v e r s i t y of S h a ngh a i S c i e
4、n c e a n d Te c h no l o g y,S t t a ng h a i 2 0 0 0 9 3,C h i n a) Ab s t r a c t :Th e t r a d i t i o n a l ma n u a l me t e r r e a d i n g i s n o t o n l y t i me c o n s u mi n g a n d l a b o r i o u s , b u t a l s o n o t e a s y t o o b t a i n r e a l t i me s t a t i s t i c s o f e
5、l e c t r i c i t y c o n s u mp t i o n A c c o r d i n g t o t h i s c o n d i t i o n, t h e G e n e r a l P a c k e t R a d i o S e r v i c e ( GP RS ) wa s d e s c r i b e d b a s e d o n t h e e x i s t i n g GS M n e t wo r k, a n d a me t h o d o f t r a n s mi t t i n g t h e me t e r r e a
6、 d i n g d a ta t o p o we r s y s t e m wa s p r o po s e d v i a u s i n g o f GS M mo b i l e p h o n e s f o r I n t e r n e t a c c e s s T h e s y s t e m wh i c h i n c l u d e s t h e G S M G P R S G T 【 9 0 0 m o d u l e , t h e s i n g l e c h i p mi c r o c o mp u t e r a n d t h e R S 2
7、3 2 R S 4 8 5 i n t e r f a c e , e n a b l e s t h e c o n n e c t i o n bet we e n t h e e n d wa t t h o u r me t e r a n d t h e wi r e l e s s d a t a t r a n s mi s s i o n E q u i p p e d wi t h t h e A D c o n v e r s i o n i n t e r f a c e , i t c a n r e a l i z e t h e d i r e c t a n a
8、l o g s i g n a l a c q u i s i t i o n a n d t r a n s mi s s i o n E x p e r i me n t s s h o w t h a t t h e met h o d i S e f f e c t i v e t o i m p r o v e t h e a c c ur a c y a n d c o nv e ni e n c e o f p o we r me t e r r e a di ng s y s t e m Ke y wo r d s :GP RS;wi r e l e s s t r a n s
9、 mi s s i o n ;s i n g l e c h i p;wi r e l e s s me t e r r e a d i n g 传统的人工抄表不仅费时费力 , 而且不利于用电 量的实时统计 当前移动通信业务发展迅猛 , 移动运 营商提供的全球移动通信系统( g l o b a l s y s t e m f o r m o b i l e c o m mu n i c a t i o n s , G S M) 网络已覆盖我 国的绝大部 分地区 通用分组无线服务技术 ( g e n e r a l p a c k e t rad i o s e r v i c e , G P
10、I ) 是基于现有的 G s M 网络发展起来 的一 种分组数据承载业务, 利用 G S M 手机 的移动上网功 能传送电力系统的抄表数据或其它短数据是一种理 想 的方 法 本 文 以 P 8 9 O 6 6 9单 片 机 为 核 心, 利 用 G T Mg 0 0无线通信模块 , 用 G P R S无线抄表的方式, 实 收稿 日期 : 2 0 0 90 1 1 5 作者简介 : 张 晓忠 ( 1 9 8 3一) , 男 , 硕士研究生 E - ma i l : e p o s a r 1 6 3 c o m 上 海 理 工 大 学 学 报 2 0 1 0年 第 3 2 卷 现了将采集的数据通
11、过 I n t e me t 传送到监控服务器 该方法具有传输速度快、 传输数据量大, 传输距离不 受限制等优点, 非常适合 电力抄表系统采集点数量 多、 范围广、 距离远的特点 不仅弥补了人工抄表的费 时费力的缺憾 , 也便于用电高峰的统计 1 G P R S系统 G P R S使用分组交换技术 , 在 G S M 系统 的基础 上新增 了两个节点 ( G P R S网关支持节点 G G S N和 G P R S服务支持节点 S G S N) S G S N的主要作用是记 录移动终端 的当前位 置信息 , 并且 在移 动终端 与 G G S N之间完成移动分组数据的发送和接收 G G S N
12、 主要起网关作用 , 可 以与多种不 同的数据网络连接, 如 I S D N( 综合业务数字网) 、 P S P D N( 包交换公用数 据网) 和 L A N( 局域 网) 等 G G S N可以把 G S M 网中 的 G P R S分组数据包进行协议转换 , 从 而把这些分 组数据包传送到远端 的 T C P I P网络 G P R S网络具 有以下特点: a 快速登陆G P R S接人等待时间短 , 无需长 时间的拨号建立连接过程 , 平均为 2 S b 永不掉线只要激活 G P R S应用后 , 将永远 保持在线 , 不存在掉线 问题 , 类似 于一种 无线专线 网络 C 高速 传
13、输 G P R S最 高传 输 速度 1 7 1 2 k b p s , 平均带宽 4 0 k b p s d 可靠性高利用公 网通信质量好 , 一般数据 包传输的成功率在 9 9 9 以上 e 运行成本低 由于是按流量计费 , 计费方式 更加科学合理; 只需要 向移动公司开户 S I M 卡 , 费 用可以采用包月方式使用 f 组网灵活支持点对点 、 中心对多点及多点 间的实时、 对等数据传输 , 不受通讯距离和 区域 的 限制 2 GP RS无线抄表系统 方案设计I- 系统逻辑框图如图 1所示 , 单 片机通过 R s 4 8 5 方式采集智能电能表 的数据 , 然后通过 R S 2 3
14、2的方 式把数据传送给 G P R S无线模块 , 最后 由 G P R S无 线模块通过 T C P I P( 传输控制协议 网际协议 ) 把 抄表数据发送到抄表 系统服务主站 , 由主站的工作 人员通过报文监视软件读取抄表数打印账单发给用 户 , 达到无线抄表的 目的 无 亟 抄 表 系 线 统 服 - _ _ _ _ _ _ _ _ 单 片机 块 务 电 能 表l ( 主 站 ) P U AR T S I M- 1【一 图 1系统逻辑框 图 Fi g 1 S y s t e m l o g i c d i a g r a m 2 1 系统硬件 电路 系统结构主要 由电源处理模块 、 看门
15、狗模块 、 单 片机模块 、 G P R S模块、 系统时钟模块、 S I M 卡接 口 模块和电能表数据采集接 口组成, 如图 2 所示 状态 指示 电平 转换 。 兀 A S H I l S I M 时钟 电路 电源 接 口 本地 配置 接 口 S I M卡 接 口 图 2系统 结 构 框 图 Fi g 2 S y s t e m s t r u c t u r e d i a gr am 2 1 1 电源处理模块 为 了更好地适应复杂的应用环境 , 外部采用 电 源适配器供电, 内部采用二次直流稳压技术, 提供单 片机 5 0 V电源 , 通过 MP 2 1 0 4芯片把 5 V电源转
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- 通用 分组 无线 服务 技术 电力 系统 中的 应用
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