基于GSM的电度表远程抄表系统的设计.doc

基于GSM的电度表远程抄表系统的设计摘要:利用GSM网络覆盖范围广、通信质量高和运行成本低等优势,设计了一种基于GSM网络的远程自动抄表系统。介绍了介绍了一种基于GSM无线网络大用户远程抄表系统。叙述了该系统的结构和功能,以及软、硬件的结构设计,该系统可实现大用户的远程抄表、远程负控和防窃电功能,运行准确可靠,具有很大的应用前景。最后阐述了在VC环境下开发管理中心软件的方法。关键词:GSM网络；远程抄表；单片机TC35i1.前言随着我国电力系统的迅速发展及电力系统经营和管理体制的改革,电力已作为商品进入市场。如何提高电能计量管理水平,有效地查防窃电、降低线损、实现远程抄表是电力部门要解决的问题。电力远程抄表系统是多年来讨论比较多的课题,采用的方式有电力线载波抄表、电话线远程抄表、无线电台通信抄表等方式。根据我国通信系统现状,利用全球移动系统(GSM)公众无线通信网的短信息服务(SMS)传输远程数据具有一次投入少、运营成本低、可靠性高的特点,可以作为数据采集中的一种重要的通信方式。虽然这种通信方式的实时性较差,特别是在某些特殊时段由于GSM网负担过重会造成较大的时间延迟,不适于电网的实时监测系统,但可以应用到远程抄表这种对实时性要求不高的场合。电网数据采集系统一般由主站和远程数据采集终端组成。主站由PC机进行数据存储与处理,远程数据采集终端负责采集远程数据。在利用GSM实现数据通信时只需在主站和远程终端上增加与之连接的手机。近几年,移动无线网络飞速发展,手机用户迅速增加,GSM无线网络发展已比较成熟。本文所述系统是基于GSM移动无线网络的抄表系统。2.GSM远程抄表系统可行性分析在无线电技术迅猛发展的今天，利用电信部门现有的无线信道实现大电力客户的远程抄表是可行的，也是可以实现的。我国是一个手机大国，手机用户大约6000万以上，电信部门的GSM网已覆盖了全国的大部分地区。作为增值服务的手机短消息（ShortMessageServise,GSM）功能已经得到广泛应用，并且技术非常成熟，利用此功能可以实现大电力客户的远程抄表。GSM远程抄表就是利用电信部门提供的SMS功能实现电能表数据的远传。GSM终端设备（如手机等设备）之间能够通过SMS进行数据传输，利用该功能，将SMS服务功能加入到每一只电能表中，即可以实现远程无线抄表。该方法技术成熟，采用现有的GSM网，不需要昂贵的系统设备，抄表不受空间、距离和时间的限制，因而切实可行。3.基于GSM的远程抄表系统的设计3.1原理简介目前，国内各电能表生产厂家生产的智能电能表，均具有自己的或国家颁布的“多功能电能表通信规约”所规定的抄表协议。该协议将RS485接口规定为电能表标准的串行电气接口，德国SIMENS公司、美国MOTOROLA等公司均生产GSM工业模块。将该模块进行开发与相应的控制单元组成SMS接收和发送单元，然后与具有RS485接口的电能表组合在一起，即可以实现基于SMS的无线式远程抄表（如图3-1所示）。图3-1GSM无线远程抄表原理示意图抄表过程如下：(1)抄表计算机分别向各个电能表抄表模块发送“抄表短消息”；(2)电能表抄表模块收到“抄表短消息”后，向智能电能表发送“抄表指令”；(3)电能表抄表模块接收智能电能表的“读数信息”；(4)将“电表读数信息”组织成“电表读数短消息”发送回抄表计算机。3.2系统组成该系统是由管理中心工作站、GSM无线移动网络信道、数据采集终端构成。系统结构示意图如图3-2所示。其中,工作站通过GSM无线网络对用户进行用电信息采集和电表参数设置,采集终端采用单片机为主芯片,从可靠性和稳定性的要求出发,对电能表的数据进行采集、处理。工作站和采集终端都有手机模块,通过GSM无线网络实现数据通信。图3-2系统结构图Fig.3-2DiagramofthesystemstructureGSM无线远程抄表系统由局端远程抄表设备和电能表端远程抄表设备组成，1套局端设备可将所有电表端设备的电表数据抄回。如图3-3所示，GSM无线抄表系统中的局端远程抄表模块发送抄表短消息，电能表端远程抄表模块收到后，立即将有关数据通过短消息发回，而发回的抄见数可以直接进入局端的管理系统，如电费结算系统进行电费的计算，并打印出用户电费结算清单，从而实现电费的抄、核、收自动化。图3-3GSM电度表远程抄表系统示意图硬件设计主要是数据采集终端设计。数据采集终端是由手机模块、单片机采集模块和TC35i模块构成。结构如图3-4所示。图3-4采集终端结构图Fig.3-4Diagramofthecollectionterminnlstructure（1）采集模块采用高性能单片机W77IE58、非易失性铁电RAM24C16、高性能电源组成。该模块是终端的核心部件。W77IE58是51系列单片机,体积