基于GPRS模塊的小區無線抄表系統

電能計量是現代電力營銷系統中的一個重要環節。傳統的電量結算是依靠人工定期到現場抄取數據，在實時性、準確性和應用性等方面都存在諸多不足之處；將現代通信技術和計算機技術以及電能量測量技術結合在一起，能夠及時、準確、全面地反映電量的使用(即銷售)情況。本方案首先采用短距離無線通信方式將用戶電表的電量信息集中起來，然后通過GPRS無線局域網，以一種短消息的方式將此信息送給總控中心，以實現遠程自動無線抄表功能。
1 系統總體設計

基于GPRS的智能小區無線抄表系統主要由3部分組成：無線電表、現場主控節點以及遠程GPRS無線控制終端。圖1是某小區的無線抄表系統組成框圖。其中無線電表是將傳統的電表所采集到的電量做相應的處理，并配置無線收發模塊以短距離無線的方式將此電量信息發進出去。現場主控節點除了配置無線數傳模塊外，還需要配置GPRS無線收發模塊，首先將每個樓層以無線方式所采集到的電量數據集中起來，然后通過GPRS模塊將此信息發送出去。遠程GPRS無線控制終端主要完成對GPRS無線數據的收發，以對現場所采集到的電量數據作相應的處理。

2 現場主控節點設計

無線抄表系統中最主要的是現場主控節點的設計。該部分主要包括無線數據收／發以及GPRS數據收／發兩部分。其中無線數據收發系統中所采用的模塊與無線電表中所使用的模塊相同。現場主控節點設置在小區各樓層的中心位置，負責定時將單個單元采集點測量的應變數據進行初步的集中。主控節點通過無線數傳模塊完成對現場采集點的信令控制和數據提取，并通過GPRS模塊對遠端主控中心的數據請求作出響應。現場主控節點組成框圖如圖2所示。

主站以Armel公司的AT89C2051作為主控制器，包括無線數傳模塊、存儲模塊、電平轉換模塊和時鐘模塊。微控制器選用ATB9C2051。該控制器內部有1個全雙工異步串行通信模塊UART，可以發送／接收8位數據，帶有幀錯誤檢測功能。數據存儲器選擇容量為64 KB的EEPROM存儲器AT24C256，通過微控制器的I／O口(P1．2引腳)外接存儲器的SDA腳，實現數據讀／寫；P1．3引腳外接SCL腳，提供讀／寫時序信號。微控制器通過串行接口TX(P3．0引腳)和RX(P3．1引腳)外接無線數傳模塊的發送和接收單元，通過MAX232電平轉換芯片接GPRS模塊的RS232口。單片機的串行口同時連接兩個設備的串行口，容易出現硬件沖突。采用分時復用方式可保證同一時刻只連接一個設備的串口。