基于GSM及單片機的無(wú)線(xiàn)電力自動(dòng)抄表系統的設計

0 引言

目前我國電能數據的采集基本上為手工抄表，這種方式需要抄表工人挨家挨戶(hù)去讀取電能表的數字，每月或每?jì)稍鲁淮?，如果用?hù)家中無(wú)人就沒(méi)法讀取數據。通過(guò)微機或手工制作的電費單催繳用戶(hù)電費，而且人工抄表的方式還非常不利于數據統計，還存在著(zhù)錯抄、漏抄、估抄等問(wèn)題?，F在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對抄表方式也提出了新的要求，要求提高可靠性、實(shí)時(shí)性及數據處理方便性，而無(wú)線(xiàn)自動(dòng)抄表系統則是自動(dòng)抄表系統中一種較優(yōu)的方式。

1 自動(dòng)抄表系統總體設計

無(wú)線(xiàn)抄表系統是由監控中心計算機系統、無(wú)線(xiàn)遠程抄表終端和GSM無(wú)線(xiàn)通信移動(dòng)網(wǎng)三部分構成，系統總體結構如圖1所示。監控系統中心計算機的主要功能是接收下位機發(fā)來(lái)的電度數，算出電費，然后發(fā)送短消息到用戶(hù)手機，并生成和打印報表等。遠程抄表終端定時(shí)讀取電度表，并發(fā)送到監控中心計算機。

圖1 電能表無(wú)線(xiàn)自動(dòng)抄表系統總體結構圖

2 GSM無(wú)線(xiàn)通信的硬件

無(wú)線(xiàn)通信終端采用SIEMENS TC35i作為通信模塊，配以MAX3232實(shí)現TTL 電平到RS232電平的轉換，如圖2 所示。TC35 i 與GSM 2 /2 + 兼容、雙頻（GSM900 /GSMl800 ） 、RS232 數據口、符合ETSI標準GSM0707和GSM0705,且易于升級為GPRS模塊，模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU 模式的短消息。

該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶(hù)提供標準的AT命令接口，為數據、語(yǔ)音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶(hù)的應用開(kāi)發(fā)及設計。

TC35 i有40個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè)ZIF （零阻力插座）連接器引出。這40個(gè)引腳可以劃分為5類(lèi)，分別為電源、數據輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。其中15腳為點(diǎn)火線(xiàn)IGT,當TC35 i通電后需給IGT一個(gè)大于100ms的低電平，模塊才啟動(dòng)； 31 為Power down, 32 為SYNC.16 - 23 為數據輸入/輸出，分別為DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0.TC35 i的數據輸入/輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合ITU - TRS232接口標準。它有固定的參數： 8位數據位和1位停止位，無(wú)校驗位，波特率在300 bp s~115 kbp s之間可選，硬件握手信號用RTS0 /CTS0,軟件流量控制用XON /XOFF, CMOS電平。

圖2 TC35 i外圍電路圖

3 電能抄表測量端的硬件

在本設計中，電能抄表測量端以W inbond 公司的單片機W78E58為核心如圖3所示，采用MAX813L和S12887分別實(shí)現掉電檢測和數據保護的功能。工作時(shí)，單片機只需定時(shí)測量單相脈沖電能表輸入的脈沖，再根據脈沖數與用電量之間的比例關(guān)系即可得到用戶(hù)的用電量，定時(shí)通過(guò)TC35 i無(wú)線(xiàn)通信終端監控發(fā)送用戶(hù)的用電量到系統中心計算機。