采用智能電表的居民用戶無線自動抄表系統

集中器與主站距離遠，采用基于TCP/IP協議的GPRS通信網絡。ME3000模塊內部已集成TCP/IP協議，CPU只需用GPRS AT指令與ME3000交換信息，進而實現與主站的數據通信。GPRS AT指令是CPU通過UART口與GPRS模塊通信的命令集，該命令集封裝了GPRS模塊提供的全部功能，包括普通指令、網絡服務指令、控制與報告指令、消息服務指令、GPRS指令、TCP/IP指令、短消息指令等。集中器對GPRS模塊的主要操作是建立TCP連接、數據收發、上/下電控制、復位等。用到的GPRSAT指令不多，但為了保證GPRS網絡通信的可靠性，還要使用一些報告指令實現對模塊狀態的監測，如信號強度查詢、SIM卡狀態查詢、網絡注冊查詢等，這些參數是集中器操作GPRS的依據，也是保證集中器的GPRS網絡可靠通信的關鍵。如ME3000模塊的信號強度檢測指令，其格式為AT+CSQ，返回值是一個類似“CSQ：27，4”的字符串，27代表信號強度，其取值范圍為0-30，0為最弱信號。GPRS模塊連接網絡前需判斷該數值是否大于某個臨界值(如15)，若不滿足信號強度要求則不予連接網絡，并給出信號燈提示。另外，合適的操作節奏也是保證GPRS網絡通信可靠性的重要因素。如某次網絡連接失敗時，GPRS模塊應該斷電復位，并延時較長時間后再嘗試第二次連接，較長的延時時間是為了保證GPRS模塊上電后有足夠的時間注冊網絡、準備好接收指令。GPRS通信軟件處理流程如圖4所示。

5結論

采集器利用RS-485總線采集智能電表的電量數據，然后通過ZigBee Pro無線傳感器網絡將數據路由到集中器后經GPRS網絡傳送到主站，構成居民用戶3層無線自動抄表系統。詳細分析了各層通信的具體實現方法及關鍵技術。考慮事件發生時存在多個采集器同時向集中器發送數據的特殊路由需求及網絡通信安全，采集器與集中器間的無線傳感器網絡采用具有多對一路由及高級網絡安全性能的ZigBee Pro協議。