基于GPRS技術(shù)的遠程智能抄表系統設計與研究

摘要：智能小區是國家信息基礎建設的重要組成部分?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/GPRS">GPRS與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現遠程智能抄表系統，采集終端的上行通信采用ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )與數據集中器進(jìn)行數據交互實(shí)現電表數據的遠傳。系統具有水、電、氣等資源的自動(dòng)計量、收費及實(shí)時(shí)監控等功能，能準確實(shí)現用戶(hù)數據的采集、存儲、顯示和傳輸，運行可靠，具有一定的應用推廣價(jià)值。
關(guān)鍵詞：GPRS；遠程抄表：智能；物聯(lián)網(wǎng)

現代家庭中水、電、氣表俗稱(chēng)“三表”。傳統的人戶(hù)抄表不僅給用戶(hù)帶來(lái)了不便，而且占用大量的人力資源，造成收費難的問(wèn)題；新興的IC卡技術(shù)，較為徹底地解決了以上問(wèn)題，但對用戶(hù)買(mǎi)“水、電、氣”來(lái)說(shuō)還不甚便利，同時(shí)與用戶(hù)的使用信息也無(wú)法得到實(shí)時(shí)溝通，因此智能抄表和安全監控成為行業(yè)發(fā)展的方向。要進(jìn)行智能抄表和安全監控就必須建造傳輸數據的網(wǎng)絡(luò )。傳統的數據傳輸主要有數傳電臺、電話(huà)撥號、衛星通訊輔設專(zhuān)線(xiàn)等，這些傳輸方式存在覆蓋范圍小、實(shí)時(shí)性差、投資及運行費用高等問(wèn)題。GPRS技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)Internet技術(shù)的發(fā)展，為工業(yè)監控、遙測遙控領(lǐng)域的數據傳輸及數據網(wǎng)絡(luò )化管理提供了廣闊的平臺。

1 系統構建
系統需要一個(gè)與互聯(lián)網(wǎng)Internet相連的數據中心、與“三表”或需要監控的設備相連的數據采集器和內置GPRS模塊的微處理器。采集器獲取的數據傳輸給微處理器，微處理器通過(guò)GPRS模塊登陸到GPRS網(wǎng)絡(luò )上經(jīng)過(guò)CGSN網(wǎng)關(guān)將數據傳輸到Internet上的數據中心，從而完成數據傳輸。
該系統由數據庫服務(wù)器、數據服務(wù)中心、操作終端、集中器和采集器等5部分組成，系統結構如圖1所示。

采集器位于居民小區的信息中心，客戶(hù)的“三表”使用數據首先通過(guò)ZigBee技術(shù)將數據傳輸到位于小區信息中心的集中器，集中器再通過(guò)RS232接口與GPRS透明數據傳輸終端相連。通過(guò)GPRS透明數據傳輸終端內置嵌入式處理器對數據進(jìn)行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GSM網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )傳送至數據庫服務(wù)器，實(shí)現“三表”數據和數據中心系統的實(shí)時(shí)在線(xiàn)連接。

2 技術(shù)路線(xiàn)
根據系統功能要求，本硬件系統應包括：用戶(hù)三表數據采集顯示模塊、樓座單元數據集中模塊、ZigBee組成的無(wú)線(xiàn)數據傳輸網(wǎng)絡(luò )、無(wú)線(xiàn)數據收發(fā)模塊構成的“客戶(hù)端”與無(wú)線(xiàn)數據收發(fā)模塊、RS-232串口電路、上位管理計算機構成的“數據中心”兩部分。“客戶(hù)端”與“數據中心”通過(guò)無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊構成的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現數據交換。
2．1 數據采集顯示模塊
數據采集顯示模塊包括：用戶(hù)用電量采集與顯示電路、用戶(hù)用水量采集與顯示電路、用戶(hù)燃氣用量采集與顯示電路3種形式。本系統采用ADI公司推出的單片電能計量專(zhuān)用芯片ADE7751與微處理器設計成的全電子式多費率電能表來(lái)實(shí)現用戶(hù)用電量數據采集；采用南京迪泰爾儀表機電設備有限公司生產(chǎn)的脈沖式智能渦街流量計傳感器與微處理器設計成的數字式水表及脈沖式智能渦街流量計傳感器與微處理器設計成的數字式燃氣表實(shí)現數據的采集、存儲、計算、顯示、傳輸等要求。
2．2 單元集中器模塊
為了便于實(shí)現無(wú)線(xiàn)集抄功能，本設計在每個(gè)樓座的每個(gè)單元中加入一個(gè)單元集中器。單元集中器與每個(gè)數據采集部件通過(guò)ZigBee組成的無(wú)線(xiàn)數據傳輸網(wǎng)絡(luò )，用來(lái)實(shí)現每個(gè)客戶(hù)“三表”數據的定時(shí)接收與存儲，它是“三表”與無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊的一個(gè)核心部分。單元集中器的使用大大簡(jiǎn)化無(wú)線(xiàn)數傳網(wǎng)絡(luò )的復雜性，降低了系統設備成本。