基于GSM及單片機的無線電力自動抄表系統的設計

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去讀取電能表的數字，每月或每兩月抄一次，如果用戶家中無人就沒法讀取數據。通過微機或手工制作的電費單催繳用戶電費，而且人工抄表的方式還非常不利于數據統計，還存在著錯抄、漏抄、估抄等問題。現在科學技術的發展對抄表方式也提出了新的要求，要求提高可靠性、實時性及數據處理方便性，而無線自動抄表系統則是自動抄表系統中一種較優的方式。

1 自動抄表系統總體設計

無線抄表系統是由監控中心計算機系統、無線遠程抄表終端和GSM無線通信移動網三部分構成，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來的電度數，算出電費，然后發送短消息到用戶手機，并生成和打印報表等。遠程抄表終端定時讀取電度表，并發送到監控中心計算機。

圖1 電能表無線自動抄表系統總體結構圖

2 GSM無線通信的硬件

無線通信終端采用SIEMENS TC35i作為通信模塊，配以MAX3232實現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，向用戶提供標準的AT命令接口，為數據、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應用開發及設計。

TC35 i有40個引腳，通過一個ZIF （零阻力插座）連接器引出。這40個引腳可以劃分為5類，分別為電源、數據輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。其中15腳為點火線IGT,當TC35 i通電后需給IGT一個大于100ms的低電平，模塊才啟動； 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/輸出接口實際上是一個串行異步收發器，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分別實現掉電檢測和數據保護的功能。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即可得到用戶的用電量，定時通過TC35 i無線通信終端監控發送用戶的用電量到系統中心計算機。