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基于GPRS的远程抄表监控设计与研究

吴明龙，刘百芬
华东交通大学电气与电子工程学院，江西南昌（330013）
E-mail：[e-mail]
摘要：本文参考了用电远程监测系统领域的现阶段技术，提出了一种基于以GR64通信模
块和高性能的ARM7器件LPC2294的用电远程监测系统，先简述了GPRS通信业务及GR64
模块的特点，然后重点介绍了基于GPRS的抄表监控系统的组成及原理，给出了硬件结构图，
并简要的阐述了具体的软硬件设计过程。实际应用表明，该系统在实现远程抄表、实时监控、
防窃电功能的同时还具有性价比好等优点。
关键词：GPRS，GR64，监测单元，远程抄表监控

0.引言

近年来，随着信息化、智能化、网络化的发展，电力远程监测行业得到了迅速的发展。
传统的远程抄表监控系统通常有两种方式：一种是使用电话线和调制解调器来传送数据和控
制信息；另一种是采用GSMMODEM和短消息方式进行远程无线抄表监控。前一种方式的
缺点是扩展性能差、稳定性不好，维护成本也高；后一种方式的缺点是实时性不好、通信流
量低、通信信道容易产生拥塞，不适用于大数据量的通信。随着经济的高速发展和现代化管
理水平的提高，供电企业需要一种投资较少，安装及维护方便，通信可靠，准确性高的远程
无线抄表监控的解决方案。常见无线监控系统的数据传送模式有集群电台、短消息(SM)及
GPRS模式；本系统采用GPRS模式。由于GPRS模式是利用GPRS移动网络系统中提供的
无线IP，无需专门布线即可在GPRS服务网络平台上实现，节省大量人力物力，投资小、
收益大、抄表监控范围广，并且系统传输容量大、速率高、费用低、实时性好、能及时采集
数据、可以实现远程实时控制等，真正地体现智能化管理。

1.GPRS简介

GPRS是GeneralPacketRadioService（即通用分组无线业务）的缩写，是介于移动通信
第二代和第三代技术之间的一种过渡形式，通常称为2.5G。目前GPRS采用分组交换技术，
按流量计费，仅在发送数据时才占用无线资源，降低了对传统交换电路网络的依赖，GPRS
还能有效利用一些稀缺资源[1]，从而改善数据业务质量，其改善网络服务性能的一种途径就
是可分享一个单元(又称蜂窝)中相同的无线资源。GPRS是一种新兴的无线上网通讯技术，
其原理是利用GSM网络引入数据分组交换功能进行数据传送，它不但集中了其他几种无线
通讯方式的优点，而且还可与分组数据网直接互通；能够随时为用户提供透明的IP通道，
可以通过Internet网络随时随地的构建覆盖全国范围内的虚拟移动数据通信专用网络，为广
大中小用户提供便利接入，节省接入投资；采用信道复用技术，每一个GPRS用户都能够实
现永远在线，有效的提高了数据传输速度和数据流量，因而GPRS特别适用于间断的、突发
性的以及频繁的、中小流量的、点多分散的数据传输系统，也适用于偶尔的大数据量的传输
系统。另外，GPRS还能支持在进行数据传输的同时进行语音通话等等，且GPRS的价格优
势比较明显[2]。

2.GPRS模块GR64

GR64是SonyEricsson公司2006年4月上市的一款内嵌TCP/TP协议栈的新一代可编

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程无线通信模块，它带有GSM/GPRS全套语音和数据功能，可以向下兼容GR47，内嵌的
ARM9CPU可以开放给用户，可以直接使用相应的AT指令进行开发工作，使用户可以最大
程度缩短GPRS产品研发周期，节省成本。
GR64模块具有超小的体积，所有功能都集中在一块集成的芯片内；较低的功耗，工作
电压范围是3.2-4.5V，数据传输时平均电流330mA，功率为2W，休眠状态时平均电流约为
1.6mA；内嵌TCP/IP协议栈且支持数据透明传输(DataTerminalUnit)，使得GPRS进行数据
传输变得非常便捷同时有利于用户的二次开发。GR64具有丰富的存储资源，256KB的脚本
空间可以同时容纳2个脚本，可用于CSD方式下的脚本远程升级，至少50KB的数据NVM
空间，100KB的RAM，还有丰富的功能库，涵盖所有的底层驱动，用户只需编写自己的应
用程序，从而使利用GPRS进行数据传输变得非常容易。对外有2个自适应波特率和帧格式
的串口，其中UART1用于工作AT指令通道或程序下载，UART3为通用串口，可以连接其
他外部设备；此外，还有USB2.0（功能与GR47UART2相同，主要用于调试程序）、SPI、
I2C、天线、音频接口，12根I/O线（其中8根复用），AD/DA转换器，蜂鸣器以及实时时
钟等内置外设。GR64是可以配置的，使得外部输入、输出