基于GSM的遠程抄表終端設計

目前很多地區的抄表工作是十分煩瑣的，需要安排很多抄收人員逐家逐戶進行抄表，然后將數據報送到相關部門，進行數據的錄入，并計算每家每戶的實際用水電量與應繳納實際花費。遠程抄表系統是指利用單片機系統和無線網絡等技術自動讀取和處理用戶儀表數據，將用戶的水電氣表等儀表的使用信息傳輸到管理企業進行綜合處理的系統。它是在有線抄表系統的基礎上發展起來的，但由于采用的是無線通信等技術，可以解決有線抄表系統距離受限、組網困難、建設成本和維護成本高、功耗較大等問題。

1 系統硬件電路設計
整個遠程抄表系統包括光電直讀式表頭、Meter-Bus總線接口電路、GSM模塊、微控制器和自來水公司計算機監控終端5大部分，其結構圖如圖1所示。為了降低功耗，本設計中所有的模塊不一直處于工作狀態，各個模塊在微控制器的指揮下定時工作，即抄表系統的所有模塊的工作方式為“長時間休眠，短時間工作”。其中，休眠周期(小時、天、周、月)由管理員用計算機終控端通過GSM模塊發布。微控制器接收GSM模塊收到的指令后，修改抄表周期，同時根據設定的抄表周期通過Meter-Bus接口電路控制光電直讀表頭讀取當前的水電量值，然后再利用GSM無線網絡發給計算機終端，實現定時自動抄表。

本設計的遠程抄表終端是由GSM無線通信終端和電能抄表測量端組成。整體設計框圖如圖2所示。系統選用STC89C52作為系統主控制芯片，單片機將接收到的表數據通過LCD顯示器顯示并通過TC35i模塊發送到GSM網絡。讀表控制中心接收到遠程抄表終端的數據，完成記錄與計價功能。

1．1 主控制器選擇
主控制器選用STC89C52單片機。STC89C52是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k bytes ISP(In-System Programmable)的可反復擦寫1000次的FLASH只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP FLASH存儲單元，可為許多嵌入式控制應用系統高性價比的解決方案。工作時單片機只需定時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系得到用戶的用電量，定時通過TC35i無線通信終端監控發送用戶的用電量到系統中心計算機。
1．2 無線通信模塊選擇
無線通信終端采用SIEMENS TC35i作為通信模塊，TC35i可在GSM網中完成語音、數據、短消息以及傳真的傳送，具有標準的工業接口和完整的SIM卡閱讀器，使用簡單。配以MAX3232實現TTL電平到RS232電平的轉換，TC35i與GSM 2／2+兼容、雙頻(GSM900／GSM1800)、RS232數據口、符合ETSI標準GSM0707和GSM0705，易于升級為GPRS模塊，模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短信息。將該模塊和一片微處理控制單元(MCU)組成具有SMS接收和發送功能的GSM集中抄表終端，即可實現遠程抄表。