基于TC45模块的GPRS无线抄表系统

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:论述了基于SIEMENS TC45无线模块设计的一个无线电力抄表系统的技术方案。TC45模块是可以利用J2ME编程技术进行程序开发的终端模块,在抄表系统中与电表端相连构成抄表及智能控制终端部分,而系统的服务器端则利用vc++6.0进行开发,两者之间通过GPRS网络实现基于TCP/IP协议的无线远程电力抄表智能控制系统。 关键词:电力抄表 GPRS J2ME TC45 传统的上门抄表计费方式由于费时费力,已经逐渐被自动抄表计费方式替代。在北欧一些发达国家,移动运营商已经将(Machine to Machine)无线通信服务技术应用在自动抄表系统中。由于无线通信技术的发展,完全可以利用GPRS移动网络系统中提供的无线IP,在GPRS服务网络平台上构建远程无线抄表系统。其优点在于实时性强、能及时采集数据、可以远程控制,由于是利用GPRS公网的平台,因而只需用户安装终端模块,无需专门布线即可实现,投资小、收益大、抄表范围广,并且系统传输容量大、速率高、费用低。 1 系统概述 这里提出一种基于SIEMENS公司TC45无线模块的无线抄表系统(如图1所示)。该系统通过TC45模块建立了GPRS无线通信链路,进行基于TCP/IP的数据传输,实现IP地址设定、电表数据无线抄读和定时存储、远程I/O端口控制、报警通知、充电管理、停电数据保护、自动重启、三相供电、实时时钟等功能。系统中所有数据传输均严格遵循多功能电表通信规约,即645标准,具有良好的可移值性和可扩展性。 系统由多功能电表、TC45模块扩展板和服务器端组成。TC45模块的串口经光电隔离接口RS485与电表连接,实现抄读数据通信和对电表的智能控制。模块接收服务器端通过GPRS送数据和信息,经过校验分析,将相关的查询指令通过串口传输给电表,电表接收到查询命令,返回相关信息,经过分析校验及相应的处理后,回送到服务器端。模块的通用I/O接口通过外围扩展电路实现继电器拉闸和报警等智能化处理。一旦有断电、超温等报警事件发生,TC45端将作出相应的事件记录,然后向服务器发出相应的报警信息。 2 系统硬件介绍 系统硬件组成框图如图2所示。三相供电电源提供的直流电压经DC/DC变换后提供给充电电路,对锂电池进行充电。而锂电池则向TC45模块提供工作电源,同时也使TC45模块在断电时有充足的电能进行断电保护和数据保存。TC45模块是西门子公司设计的一款基于GSM/GPRS引擎的无线通信模块,可工作于900MHz和1800MHz两种频率。带有九个通用接口、两个串口以及语音模块。该模块内周期TCP/IP协议,通过J2ME平台,用户可以直接对TC45模块进行软件开发,大大降低了网络编程的复杂度,同时支持OTAP(空中下载配置)现场升级功能,可以实现远程下载程序进行系统升级维护。此外它具有内嵌FLASH、RAM和通用接口,可以免去外接MCU、FLASH等器件,降低了系统的复杂度,提高了可靠性。 IGT(Ignition)电路对电池电压及代电电压进行判断,当电池电压达到模块工作要求时,该电路向TC45模块发出启动信号,启动模块进行正常工作。LDO(Low Dropout Regulators)电路提供外围电路的工作电压。当供电电压低于设定值时,电源监视电路便向TC45模块发出断电报警信号。当输入开关信号发生变化时,遥信电路向TC45模块发出事件报警信号。当外界是温度超出设定范围时,温度开关电路关断DC/DC电源并向TC45模块发出超温报警信号。485转换接口电路用于将TC45模块RS232串口信号与485通信信号进行转换,分别与TC45模块和多功能电能表相连,进行抄表设置等数据通信。遥控电路用于继电器、信号灯等开关信号的开合控制。RTC电池用于向TC45模块的实时时钟电路提供电源。 3 系统软件 整个系统的软件部分由服务器端(SERVER)软件和TC45模块扩展板软件两个部分组成(如图3所示)。SERVER端可以向TC45模块发送各种控制命令,如实时数据抄读请求、定时数据抄读请求、远程控制命令等。在TC45模块端,有每个控制命令的相应处理部分,此外还含有异常事件记录报警部分。 3.1 服务器端软件 服务器端软件使用Visual C++软件开发。工作时,服务器端首先向TC45模块以GSM短消息方式发送带有服务器IP地址的短消息,然后等待TC45模块端发起的与服务器的连接,这样做的目的是确保终端部分在需要的时候及时连接到服务器。当服务器端与终端通信连接成功以后,便可以向终端模块发送查询实时数据、读取定时抄读文件以及远程I/O控制等命令,并且对从模块端传来的反馈信息进行校验,作相应的处理与显示。此外,服务器也含有连接保持查询功能,以确保与模块端的通信连接畅通,一旦发生通信连接断开的现象,可以及时报警,并发起第二次连接。 服务器端界面含有三个显示栏(收到数据栏、数据含义栏和发送命令栏)和五个功能按钮(建立连接按钮、实时数据抄读按钮、定时数据抄读按钮、引脚控制按钮和sim卡号码按钮)。 下面举例进行介绍。当按下实时数据抄读按钮后,发送命令栏中显示发送的命令字,然后在收到数据栏中将显示从终端模块那里发送的实时抄表数据,经过校验解码后,便在数据含义栏中显示这个数据的意义,即2.8千瓦/小时。服务器接收到数据的截图如图4所示。 3.2 终端软件 TC45模块端程序分为下面几个功能部分。 初始化及通信连接部分:该部分在模块端程序运行时首先执行,对整个终端模块进行初始化操作,包括对GPRS网络进行配置、对模块引脚进行电平初始化等。然后进入等待服务器端的IP短消息阶段。在此阶段中,一旦收到含有服务器端IP地址的短消息,该程序便立即从消息中提取出IP地址,然后向服务器端发起TCP/IP的连接,待连接成功后,程序进入待机状态,随时对服务器端发送来的命令进行响应。如果连接失败,则会重新进入等待状态,等待服务器发出的再次连接短消息。 数据分析、处理、收发部分:在连接建立成功之后,通信及处理。当接收到服务器端的控制、查询等命令时,先对命令数据进行校验,校验成功以后分析该指令,跳转到相应的操作函数模块部分。如果校验数据出错,则丢弃该数据。该部分也对电表端提供的信息进行分析处理,对电表数据进行校验,提取有用的信息,转换成发送给服务器的数据模式,发送给服务器端。 外围电路控制部分:该部分对各种操作命令进行响应,执行相应的功能。例如,远程控制命令需要执行时,就通过TC45的通用接口,控制相应LED数码管和继电器等外围电路。该部分也对外围电路的报警信号(断电、超温、开关等报警信号)作出响应和处理,并且在记录相应数据后,向服务器端发送报警信号。 定时抄读部分:该部分是针对电表抄表这个特殊的服务对象建立的一个部分。可以定时对电表进行抄读,然后将数据以文件形式保存在FLASH中,以便服务器端在需要的进修读取定时的抄读数据,然后对采样的数据进行分析,绘制图表。 连接保持查询部分:定时地接收服务器端的连接查询命令,以确保链路的正常工作。一旦发生连接断开,则让程序重新进入等待服务器端的IP短消息状态,以便再次进行连接。 文中给出的基于TC45模块的GPRS无线抄表系统,实现了电表无线抄读以及智能控制。此外,一个模块可以同时连接多个电表,这样使降低无线抄表系统成本,让无线自动抄表系统成为电力抄表的主力成为可能。该系统的后续开发空间很大,在今后的设计中,可以完成功能更为复杂完善的抄表控制功能。

关键字:模块  gprs  无线  无线抄表

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/RFID/200703/2084.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
模块
gprs
无线
无线抄表

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved