GPRS电力远程自动抄表系统解决方案

GPRS电力远程自动抄表系统解决方案（精选7篇）

1.GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇一

1.概述

1.1目的和意义

我国是一个水资源严重缺乏，水旱灾害频繁的国家，虽然水资 源的总量居世界第6位，但是按人均水资源量计算，人均占有量只有2500立方米，约为世界人均水量的1/4，在世界排110位，已被联合国列为13个贫水国家之一。另一方面，我国水资源的分布很不平衡。北方有些地区水资源的占有量仅为900立方米，低于国际公认的1000立方米的水资源下限。有些地区的人均占有量甚至低于世界最贫水的国家埃及和以色列的水平。我国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉用水的利用率普遍低下，就全国范围而言，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。

在灌溉系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。灌溉系统自动化的水平较低，这也是制约我国高效农业发展的主要原因。以色列、日本、美国等一些国家已采用先进节水灌溉制度。由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行监测预报，实际动态管理。采用传感器来监测土壤的墒情和农作物的生长，实现水管理的自动化。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率。要真正实现水资源的高效，仅凭单项节水灌溉技术是不可能解决的。必须将水源开发、输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤墒情和农作物需水规律等方面统一考虑。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水联合调用，实现按期、按需、按量自动供水。

自动灌溉监控系统有如下优点：

1、将充分发挥现有的节水设备作用，优化调度，提高效益。

2、通过自动控制技术的应用，更加节水节能，降低灌溉成本，提高灌溉质量。

3、将使灌溉更加科学，方便、提高管理水平。

研制和推广节水灌溉控制新技术是实现农业现代化的需要。

1.2相关研究综述

自动灌溉技术在发达国家，特别是有大面积种植或缺水地区。按灌溉方式分为地面灌、喷灌和微灌等等。而微灌又分为滴灌、微喷灌、涌泉灌和地下渗灌。灌溉系统自动化是世界先进国家发展高效农业的重要手段，而我国目前的灌溉系统自动化的水平较低，这也是制约我国高效农业发展的主要原因。以色列、日本、美国等一些国家已采用先进节水灌溉制度，由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行监测预报，实行动态管理。

2.自动灌溉系统的总体设计

2.1功能设计

灌溉自控系统主要由中心主控系统、电磁阀、田间湿度传感器、气象观测站等设备所组成。

操作人员可坐在控制室里，对传上来的气象资料、田间土壤湿度等数据进行综合分析，利用手动或自动方式，足不出户的对整个小区进行灌溉。同时还可以利用数据查询系统和打印系统，随时记录、查询、打印整个灌溉小区的气象资料、土壤湿度、灌溉设置、灌溉进程、灌水历史记录等数据。

本系统由多个控制单元组成，每个控制单元管理一片区域，

利用GPRS/GSM网路，由中央计算机统一管理。室外的空气温湿度传感器把结果送入计算机，在这里进行灌溉参数设置，及对灌溉情况进行统计，并可通过专用软件在计算机上存储，显示数据和图表。同时可以人工进行特殊操作。通过互联网获取天气信息，有预见性地实施灌溉。

2.2网络结构设计

如上图所示，我们的网络结构分为三层，第一层为控制中心，有电脑和以太网组成;第二层为GPRS无线控制器，该层和第一层之间无需电缆连接;第三层为阀门控制器，所有的阀门控制器和GPRS无线控制器只需要用一根电缆连接。下面详细介绍一下本方案。

首先我们可以将需要灌溉的区域分成若干个小区，划分的原则为阀门相对集中。每个小区内采用一个无线数传设备GPRSDTU，通过它与中心控制室通讯;在GPRSDTU上可以连接一个手动控制器，用来手动控制该区域内的阀门开关;再用一跟电缆连接到各个阀门，在阀门的位置需要接一个控制器，一个控制器可以控制1～4个阀门

该套设备只需要很少的电力，可以使用太阳能来供电。这个小区的控制系统无需任何电缆与中心控制室连接。

我们对各个小区实现同样的控制方法，然后再通过无线连成一套系统。

这样的控制方式的主要优点有：

1、中心控制室可以控制远在千里之外的阀门。

2、每个小区内只需使用一根电缆连接所有的阀门。大大节约成本。

3、在电力无法到达的地方，我们可以采用太阳能供电。

4、也可以通过就地的手动控制器来控制阀门。

5、也可以通过手机短信来控制阀门。

3.控制器的设计

3.1控制器的主要功能

1)土壤含水量的监测;

2)EC值和pH值的监测;

3)电磁阀状态的监测;

4)电磁阀状态的控制;

5)各种监测和控制信号的通讯传输;

6)低电压报警;

3.2工作原理

每个控制单元控制着1—4路电磁阀。通过传感器采集来的多路数据，经过A/D转换，信号处理，在微处理器中，根据不同植被需求，确定灌溉量，然后控制信号输出，结合中央管理计算机的指令，控制电磁阀的开关，即可以实现自动灌溉。土壤湿度传感器用来测量土壤的湿度，以了解土壤的真实灌溉情况，据此确定灌溉与否和时间长短;配有EC值和pH值传感器，可对进出水进行EC值和pH值的检测，以便控制自动营养液的配给。

3.3数据采集部分

数据采集部分是实现自动灌溉的重要环节。土壤湿度传感器一般是采集土壤的水吸力大小信号，也叫土壤水分传感器。本系统选用AQUA-TEL公司的专业土壤水分传感器，它把土壤水吸力的大小转化为标准的4-20mA电流信号。将传感器埋入土壤中，放在植被的根部。多个传感器注意其安放位置应具有代表性，这样才能反映整块田地的平均含水量的情况。EC传感器和pH传感器检测灌溉用水的电导率和酸碱度，以确定需添加的肥料、养分多少。

2.GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇二

关键词：电能表,远程抄表,智能,GPRS,电力线载波,PLC

0 引言

随着社会的发展, 多功能电能表取代传统的脉冲电能表已成为电能计量的发展趋势, 无论是用户还是电力管理部门, 都迫切需要一个先进的自动抄表系统, 为其提供适时、快速、准确、廉价的计量数据。因此, 本文介绍一种采用GPRS和低压电力线作为传输信道的智能远程抄表系统。电力管理部门通过该智能远程抄表系统可以及时地读取、管理用户电能表的电能量, 还可以对用户进行断电、供电控制, 实现电能计量抄表系统的自动化、远程化以及网络化。

1 系统结构和功能

基于GPRS和低压电力线载波通信的智能远程抄表系统主要由3个部分组成:主站、集中器和采集器, 如图1所示。主站与集中器之间的信道为上行信道, 通过GPRS通信模块实现;集中器和采集器之间的信道为下行信道, 通过低压电力线载波 (PLC) 实现。

该智能远程抄表系统以半双工方式工作, 载波信号为电压调制方式, 采用分立组合方式将采集器放在电能表外, 不仅可以采集电能表数据, 而且具有存储所采集电能量数据和接收远端指令 (执行指令) 及向远端发送数据的功能;利用低压电力线作传输信道, 可将多个采集器的数据传输到集中器统一存储、管理;利用上行信道将集中器存储的电能数据上传到主站, 然后利用主站软件的人机界面实现优化管理。采集器还可以分时段采集电能表的电能量, 并且存储分时段所采集的数据, 以方便进行分时段计量收费管理。

该智能远程抄表系统的抄表过程:在变电所主站中央处理系统的指令下, 通过上行信道将命令下发到集中器, 集中器利用下行信道调制系统触发调制变压器, 将主站命令以电压信号的形式耦合到220 V母线, 由于主站命令的发送采用广播方式, 所有在220 V同相电压的采集器都可收到主站命令。采集器收到主站命令后进行地址匹配, 自身地址与命令中地址相同的采集器执行主站下发的命令, 将采集的电能量在触发系统的作用下, 以电压信号的形式耦合到220 V母线并返回集中器, 集中器将电能数据再通过GPRS通信模块返回到主站。这样, 即完成1次电能表数据抄收的全过程。

2 通信实现

2.1 上行信道——GPRS通信

2.1.1 GPRS通信原理

由于距离和维护问题, 主站与集中器之间无法采用布线方式。因此, 笔者采用现有GSM系统发展出来的新无线数据传输业务——GPRS通信方式, 实现点对点的通信任务。

GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据。GPRS永远在线, 按流量计费, 从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务, 特别适用于间断的、突发性的和频繁的、中小流量的数据传输, 也适用于偶尔的大数据量传输。在GPRS信道上提供TCP/IP连接, 可以用于Internet连接、数据传输等。

在Internet中, 计算机与计算机区别的唯一标识就是IP地址, 也就是说, 要在远端将某个终端连到一台计算机上, 可通过寻找该台计算机的IP地址实现, 因此, 笔者选择在集中器的上行通信接口上装一个内嵌TCP/IP协议栈的GPRS通信模块, 该模块包含1个用于通信的SIM300模块、1个用于设置参数的RS232串口、1个安装SIM卡的卡座。这样, 只要给GPRS通信模块设置好参数, 该模块就可通过网络找到主站。

2.1.2 组网方案

考虑到系统对稳定性、实时性等方面的要求, 本系统采用公网组网方式。公网组网方式分以下2种情况:

第一种情况:若具有公网固定IP, 则组网很方便, 只要给每个集中器的GPRS通信模块申请通用的SIM卡就可以实现GPRS通信。使用时将数据中心软件 (抄表软件) 安装在具有公网固定IP的服务器上, 并给该软件分配一个侦听端口, 运行抄表软件后, 系统启动侦听功能, 这时集中器就可以主动连接到抄表软件, 连接成功后, 抄表软件就可以与集中器通信。

第二种情况:若没有公网固定IP, 则可以使用动态域名的方式组网。采用ADSL或Modem拨号方式上网时, 每次获得的公网IP都是不一样的, 这就给GPRS通信带来麻烦, 因为GPRS通信是基于IP的一种通信方式, 若IP是变化的, 则远端的集中器就无法和数据中心建立连接。可以采用一种域名解析软件解决该问题。该解析软件将动态域名解析到计算机当前的公网固定IP, 这时集中器连接到动态域名就相当于连接到有公网固有IP的计算机上, 从而实现GPRS通信。

实验室中没有公网固定IP, 因此, 笔者采用第二种情况中提到的解决方案, 即使用花生壳域名解析软件解析公网固定IP, 这样就不用担心每次开机IP都会改变的问题。

2.2 下行信道——PLC通信

PLC通信是电力系统特有的通信方式, 它是利用现有电力线, 通过载波方式高速传输模拟或数字信号的技术。由于采用坚固可靠的电力线作为载波信号的传输介质, 因此, PLC通信具有信息传输稳定可靠、路由合理的特点, 是唯一不需要线路投资的有线通信方式。

采用低压电力线载波通信方式, 一方面可节省大量的成本, 不需要另架专线, 也不占用现有的频谱资源, 而且免维护, 省时省工, 线路简捷, 相对经济;另一方面, 由于电力线本身不是为通信设计的, 其特性在很多方面难以直接满足载波通信的要求, 突出表现在信号衰减大、干扰强等方面, 因此, 在实际应用中需要对这些缺点加以克服。本系统采用低压电力线载波通信方式完成采集器与集中器之间的数据传输任务。

3 终端设计

3.1 集中器

集中器将远端计算机下达的指令通过220 V电力线传送到指定的采集器, 然后再将采集器执行后的结果转发到远端的计算机进行处理, 从而完成用户用电量或其它计量表量值的实时抄收任务。集中器工作原理如图2所示。

3.2 采集器

采集器不仅具有采集电能表数据功能, 而且具有存储所采集到的电能量数据和接收远端指令 (执行指令) 及向远端发送数据的功能。采集器工作原理如图3所示。

图3中, 电源的作用是将220 V交流电压转换成12 V电压, 传送给调制解调器的输入和输出回路, 并且阻止强干扰进入 (如浪涌、脉冲群等干扰) 。稳压电路将整流后的12 V电压变成直流5 V给CPU、FRAM、时钟及相应的电子电路供电。调制解调器通过耦合回路与220 V连接, 接收远端经过集中器通过220 V电力线传来的各种指令信号。指令信号经解调后送给CPU执行。CPU将执行结果经调制解调器调制后, 经耦合回路耦合到220 V电力线, 再传送到集中器, 然后由集中器将信号传送到营业中心的计算机进行处理。同时, CPU不断地采集电能表通过采集头传送来的电能量, 并存储于FRAM中。

采集器可以保存1天24个点的整点数据, 存储过程采用按表号索引存储的方式。数据采集流程如图4所示。

4 主站抄表

本系统中主站软件采用.NET技术和SQLServer 2000数据库开发。 .NET是Microsoft用以创建XML Web服务 (下一代软件) 的平台, 该平台将信息、设备和人以一种统一的、个性化的方式联系起来。借助于.NET平台, 可以创建和使用基于XML的应用程序、进程和Web站点以及服务。

主站抄表前, 需要建立抄表数据库, 数据库中要设置好所要抄收的台区、台区中集中器参数、采集器参数以及电能表参数。然后, 将该数据库中所有参数下载到集中器, 以便集中器顺利识别并执行抄表命令。集中器能存储用户最近1个月、每天的用电情况, 通过该功能可一次性抄收某个或几个用户连续几天的表码, 以便分析用户电能表的工作情况。主站抄表界面如图5所示。主站抄收数日表码步骤: (1) 选择小区, 如果该小区有台区, 则可做其它操作, 否则不能做其它任何操作; (2) 选择台区, 系统列出当前小区的当前台区的采集器的地址范围; (3) 如有必要, 设定本次操作要设置的开始地址和结束地址; (4) 根据台区具体情况设置中继地址; (5) 输入抄收的日期范围; (6) 接收抄收命令, 系统开始抄收进程, 并将抄收失败的情况列出到窗口右侧的补抄列表中, 操作员可依据此情况进行补抄。

主站不仅能进行抄表操作, 还可根据具体需求进行通用功能、集中器动作类、集中器参数设置类、电表数据类等测试工作。

5 结语

本文介绍的基于GPRS和低压电力线载波通信的智能远程抄表系统采用不同的通信方式实现上行和下行通信, 能够及时、准确地采集电能数据, 具有传输速度快、覆盖范围广、费用低等特点。实际应用表明, 该系统大大降低了抄表员的工作强度, 提高了电力管理的自动化程度。

参考文献

[1]齐从谦, 王士兰.PLC技术及应用[M].北京:机械工业出版社, 2003.

[2]姜开山.GPRS远程抄表系统应用实践[M].北京:中国电力出版社, 2007.

[3]潘晓君, 秦军.自动抄表技术及其在电能计量领域的应用[J].电测与仪表, 2007 (2) :22~24.

3.GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇三

关键词：远程抄表；GPRS；数据采集器；电能表

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)16-30948-03

Wireless Long-distance Copies the Table System based on GPRS Theresearch and the Realization

JIANG Yi-feng,HU Lin-na

(Dongfang College of Jiangsu Teachers University of Technology,Changzhou 213001,China)

Abstract:In order to settle the problems about the complex distribution net, dispersive location and data acquisition,a remote automatic metering system is presented in this paper, which combined the embedded hardware and software technique and the wireless communicating technique based on GPRS. The acquisition, record and real-time detect of remote data from distribution network can be realized automatically. This system can transmit mass data accurately with high speed at the real-time.

Key words:remote metering;General Packet Rdtio Service;data acquisition;electric energy meter

1 引言

电子技术，计算机技术和通信技术的发展"使得电力系统自动化程度不断提高。自动抄表也成为电力部门和各厂家所关注的一个重要课题。

目前国内的自动抄表系统一般都采用两层结构，底层（集中器与采集器之间）一般利用低压载波或RS-485总线的通信方式。上层（集中器与管理中心之间）的通信根据信道介质不同有电话线，电力线载波，光纤和无线等多种方式。

无线通信对于分布范围广，布局分散的集中站是一种较好的通信方式。GSM 网络覆盖范围广，通信可靠，一般采用其增值业务短消息为载体，结构简单，成本低， 但是实时性差，通信流量受短消息140个字节的限制，不适合于大数据量的通信系统。

本文提出了一种将嵌入式软硬件技术和基于GPRS(General Packet Rdtio Service)无线通信技术相结合的远程自动抄表系统，可自动完成用户电度表网络的远程数据采集、记录、实时监测、统计分析、打印和供电控制等管理工作。

2 GPRS技术概述

GPRS是基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的广域无线IP 连接。GPRS在分组交换模式下发送和接收数据,可以使不同的数据传分享传输带宽,从而提供了一种高效、低成本的无线数据传输业务。GPRS 用于电力系统远程抄表具有多方面的优势:

(1)接入范围广,可充分利用全国范围的电信网络,不受地域和位置限制;

(2)传输速率高, 网络数据传输速率最高可达171kbit/s , 而且通过不同的编码方式,支持不同速率的传输,能满足远程抄表的应用需求;

(3)提供实时在线服务,能够提供快速即时的连接, 保证通信的实时性;

(4)按流量计费,特别适用于远程抄表这种间断的、频繁的、少量(偶尔大量)的数据传输;

(5)支持TCP/IP协议,可与Internet互通,突破了GSM 通信中数据流量的限制;

(6)GPRS网络系统提供可靠的数据安全性。

3 系统总体设计

GPRS无线抄表系统结构由无线集抄终端，GPRS数据传输，互联网传输和用电管理系统组成，其结构如图1所示。

图1 基于GPRS的无线远程抄表系统结构图

无线集抄终端由仪表、传感器、微处理器、GPRS模块组成。首先将电表的数据检测出来，通过串行口发送给GPRS模块，通过GPRS模块发送到GPRS网络中。由于GPRS网和INTERNET都是基于IP协议的且相互连接的，所以可以通过任何方式上网。电表数据就可以通过GPRS网络透明的传送到用电管理系统。用电管理系统的查询命令和控制命令也可以通过GPRS网和INTERNET网发送到GPRS模块中，再有GPRS模块传送给各个电表，对其进行操作。

4 系统的硬件电路接口

整个系统的硬件框架如图2所示。

图2 硬件框架

4.1主处理器

主处理器选用CYGNAL公司的C8051f023，与8051系列兼容的单片机，采用3.3V供电。采用高速处理器结构，时钟频率可达25MHz，在同样的晶振频率下，指令处理速度大约是普通8051 系列单片机的2.5 倍。它有片内振荡器和看门狗电路,片载4KRAM和64Kflash，为编写和运行简单的TCP/IP协议和PPP协议提供了必要的空间。

4.2无线数传模块

无线数传模块采用MC35，支持数据、语音、短消息和传真业务，它突出的优点是永久在线功能、快速数字接入和高速数据传输，通过选择不同的编码方式，支持多种传输速率。该模块提供了9针的标准RS232接口，通过MAX232电平转换芯片和单片机的串口相连，可进行全双工的数据通信，上行速度最大为24.1KB/S,下行速度最快为85.6kb/s。且具有体积小、重量轻、低功耗、便于集成特点,适用于远程数据采集系统应用。

5 系统软件设计

5.1通信网络协议的层次结构

借鉴数据端为电脑的网络通信osi的7层标准，针对本系统数据端为单片机的实际情况，系统完成的只需要四层网络协议：物理层、数据链路层、网络层和传输层。如图3所示。为了避开与本系统无关的GPRS内部复杂的协议转换和数据操作流程，图中把GPRS服务节点和网关节点等GPRS内部节点，简化抽象为GPRS网络，把GPRS内部协议协议及INTERNET网关协议简化抽象为GPRS网关协议。

图3 网络分层示意图

物理层：该系统有GPRS网络之间的物理通层道，就是GPRS连接。具体的GPRS协议都已经做在GPRS modem中，通过数据端对GPRS modem正确的AT指令设置后，就可以进行AT指令拨号连接。当收到拨号反馈应答后，1条物理通道即GPRS通道，就在本系统中GPRS modem和GPRS网络之间建立起来。

数据链路层：在物理层之上，ppp协议作为GPRS modem在物理层之上唯一指定的数据链路协议，通过CRC校验、确认等手段，将原始的GPRS物理层改造成无差错的数据链路。ppp协议分为3个子协议:链路控制协议LCP,用于设定、测试并建立数据链路；PAP子协议，保证用户的用户名和密码被用于GPRS网关的RADIUS认证；网络控制子协议NCP,设为IPCP，因为上层网络协议为IP，ppp协商成功后，系统将成功远程登入INTERNET,并得到GPRS网关分配给自己的A类IP地址。

网络层:IP层位于PPP层之上，是目前运用最为广泛的的网络层协议，所有上层包括TCP、UDP等数据，都以IP数据包传输。网间协议IP和INTERNET的具有不同IP的终端都联系在一起。经过IP路由选择，可以实现本系统与连在INTERNET上的任一IP终端进行数据交换。

传输层：选择TCP作为网络层之上的传输协议，是为了弥补IP连接不可靠的不足，为上层数据传输提供面向连接的、可靠的服务。

5.2系统软件设计

单片机系统的软件采用模块化设计，它的可维护性和可重用性好。软件的主要模块有：接收处理模块，负责接收MC35送来的数据帧，并做相应的处理；用户接口模块负责处理终端设备通过串口送来的数据；LCP模块，根据MC35送来的LCP数据帧，作出相应的响应以完成LCP参数的设置；PAP模块，进行鉴权；NCP模块，主要是取回自己的IP地址；TCP/IP模块，主要完成TCP/IP报头的封装，拆封屏蔽不希望的连接和通信；AT命令模块，对MC35模块进行初始化和设置通信状态；主程序模块，根据接收处理模块的执行情况进入不同的循环体。发送和接收模块的程序流图如图4、图5所示。

6 用户管理系统的实现

6.1开发环境的选型

基于Vc开放环境,采用面向对象的编程技术。由于Vc为可视化编程软件,具有丰富的控件供选用,功能强大,具有很好的数据库管理功能。该系统软件采用目前流行的ACCESS ,SQLSERVER 数据库进行数据查询和数据保存,报表形成方便,便于保存。

图4 发送模块流程图图5 接收模块流程图

6.2功能模块设计

GPRS无线网络远程抄表系统在软件设计上主要体现远程抄表、远程监控的功能。系统主要功能包括系统管理、电表管理和电费管理模块。系统模块框图如图6。

图6 软件系统框架

6.2.1系统管理部分

通信参数设置模块主要是设置有关数据通信的参数，包括TCP/IP地址、网页信息参数等;操作员权限设置为各操作员分配不同的权限，防止本系统被非法使用，确保本系统安全可靠地运行;有用数据的备份及恢复功能，在出现意外时可迅速恢复至上一次备份的数据，保证系统数据的安全。

6.2.2电表管理部分

自动抄表采集器状态查看界面随时检查任何一个抄表采集器及其电表的情况，包括电表参数及其用户的数据，通过此界面向此抄表器发送电表数据，抄收实时电表读数，检查抄表器当前状态等。自动抄表部分可自动抄收全部联网电表在同一时刻的电表读数;自动发送数据模块可自动向全部电表发送各种电表参数，包括分时时段数据、电表转数、电表起始读数、当前日期及时间等。

6.2.3电费管理模块

电费管理主要包括电费计算，核算及统计分析等功能。 根据不同时段，完成用户电费的计算，将交费信息传递给银行收费部门，银行自动从用户帐号中扣除相应的金额，同时通过电话拨号通知用户领取电费收据。

6.3系统功能

(1)自动检测功能。系统对电表的有功电度(kWh)等电参数(无功电度、功率因数等)的数据进行采集、监测、记录，并进行数据分析处理，形成各种图形和报表，实现远程无人自动抄表。

(2)动态显示功能。可定时或随机在自动抄表系统网络图画面上动态显示每个电度表的用电量和整个系统电度表的总用电量。

(3)打印功能。可打印每只电度表的月、年报表和月电费单，可打印总用电量的日、月、年报表和收电费的月、年报表。

(4)数据管理功能。建立历史数据库，存储原始数据，供统计分析使用。对采集的用电量等数据进行累计值、平均值、最大值、最小值等的分析计算，系统数据库适合扩充和维护，可满足各种规模供电部门的抄表数据储存和维护使用。

(5)合并、网络浏览功能。本系统可与供电公司的服务器连接，通过局域网接入供电公司现有用电营业收费电脑管理系统，实现信息共享。

(6)可依据用户缴纳电费情况控制供电或停电，具有支持IC 卡功能。

7 结束语

基于GPRS 无线网络自动抄表系统构建简单,不受地域限制,适合于具有“用户多,分布分散”特点的电能量数据采集应用环境。采用高性能的嵌入式处理芯片,具有采集精度高、可靠性高、存储容量大、配置灵活、开放性好、性能价格比高等优点，能广泛应用于变电站和电力用户的电能量远程抄录。同时，对减少运营成本，降低线损，加强用电管理和提高电网供电质量起到了积极的作用。 该系统不仅可以用于远程抄表，在电力设备实时监控方面也有很好的应用前景。

参考文献：

[1]王静哲,周永鹏.基于GSM 无线网络的远程抄表系统设计[J].河北科技大学学,2003,(4).

[2]徐魁,蒋瑜瀛.基于GSM/GPRS通信的抄表系统[J].电力系统自动化,2004.9.

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[4]肖圣兵.微机自动抄表系统[J].电子技术,1997,(3).

[5]唐伟,张建波,范文宾.基于GPRS 技术的远程抄表系统设计[J].电力系统通信,2004,(11).

4.GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇四

基于GPRS技术的水情自动测报系统设计

为了使水情自动测报系统能够及时、准确地工作,设计了一种基于通用无线分组业务技术的水情自动测报系统,该系统由遥测站、通用无线分组业务模块与信息中心站组成并具有数据采集模块、信息传输模块和存储分析模块.实践证明,该系统具有可靠,}生高、网络覆盖范围广、布点方便、扩容简单、组网迅速、维护费用低廉的`特点.

作 者：邵江丽 SHAO Jiang-li 作者单位：贵阳市水文水资源局,贵州贵阳,550001刊 名：华电技术英文刊名：HUADIAN TECHNOLOGY年，卷(期)：31(2)分类号：P335+.2关键词：水情自动测报 通用无线分组业务 系统设计 通信网络

5.远程抄表系统介绍 篇五

远程抄表：是指利用微电子和计算机网络、传感等技术自动读取和处理表计数据，将城市居民的用水、电、气信息加以综合处理的系统。自动抄表技术使各水、电、气公司及物业管理部门从根本上解决了入户抄表收费给用户和抄表人员带来的麻烦，避免了许多不必要的纠纷。准确而便捷的收费系统，不但能提高管理部门的工作效率，也适应现代用户对用水、用电、用气缴费的需求。一.远程自动抄表系统概述

现在最常见的远程自动抄表系统是采用分线制集中抄表方式，即由采集器定时顺序采集来自多路分线连接的水、电、气表信号并进行数据处理、存储，各采集器之间采用总线制连接，最后连接至计算机。其典型特点是各户表通过分户线连接至采集器位置。系统一般分为四层次结构；现场采集器、服务器（区域管理器）、通信控制器、管理器中心，部分产品还会附带一个掌抄器。系统结构如下图所示：

1．现场采集仪器：完成对现场表具输出数据的采集，一般一个采集器可以对多个基表进行采集。但是目前支持一个采集器对几种不同种类的基表同时进行采集的产品不是很多。2．服务器（区域管理器）：以多机通信方式采集数据采集器中的表数据，然后进行处理、存储，并通过通信总线与总控制室的系统管理中心的计算机相连。一个服务器可以连接几十个数据采集器（视系统通信方式定）。

3．通信控制器：连接服务器与管理中心的计算机对信号进行协议转换。

4．管理中心：管理中心由多媒体计算机和系统管理软件组成。安装在物业管理中心处。可以通过借口连接至营销系统。可以借助internet技术，将管理中心的计算机与电力、水、煤气或其他代收费部门的网络相连接实现网上抄收，上网用户可以在线查询自己的费用情况，方便实用，并可扩展到电子商务，实现网上付费。二．电力远程抄表

1、当前表端获取数据方式

人们知道，要将机械表转换为数字表，都必需将机械转动的角度（角位移）转换为可计 数的信号。最原始的转换是利用机械触点开关以形成脉冲。在上世纪八十年代，光电技术逐步普及，得到了广泛应用。在抄表系统初级阶段，用得较多的是光电二极管和光敏三极管，包括可见光和红外光，其应用方式有穿透式和反射式。光电直读是近几年出现的读取表端数据的模式之一。其基本原理是将字轮按角度编码，通过光电读出该字轮所处位置的数字。光电直读最大的优点是不必长期供电，只在读取数据供电即可。但是，其结构复杂，易受水、油、气等污染，从而造成读表数据不准确。表端最重要的问题是解决信号增量必须和机械转动保持一一对应关系，非常可靠。正由于各个自动抄表系统生产商各自解决表端方案不完全相同，在市场上反应的效果也自然相异。

2、信号传输产生的问题

信号传输的方式很多，有线、无线。在每种方式中，它的拓扑构架，它的通信协议等都 直接影响到它的通信质量。

就当前技术发展水平，绝大多数远程抄表系统采用了有线方式，或部分有线方式。有线方式初期建设投资大，工程难度大，但是通信质量较好。但是由于近年高层建筑增多，高级住宅增多，布线工作面临新的问题，除了工程难度以外，用户满意度就很难解决，特别是已住用户，要在室内打墙凿孔，很难做到户户满意。在住宅小区内布线，也会影响小区的人文景观，在一般情况下，小区物业管理和业主是不允许破土或空中架线的。

无线传输通信近几年发展较快，特别是 433MHZ 频段开放以后，很多制造商都把这一技术优势引入自动抄表系统中，有的企业甚至直接引进西方发达国家已作成数据采集传输一体化的成品模块，但涉及到信号链接、组网等很多问题，使用起来并不理想，推广很难进行下去。

GPRS技术是当前自动抄表系统中的热点，它的优势是借用了中国移动通信现成的通信平台，不需要用户自己维护和管理。但是，GPRS 通信设备生产商很多，有的系统虽然选择了GPRS，却没有选择到一个性能优良的 GPRS，或对 GPRS 参数设置没有达到最佳状态，使数据传输质量不高，效率不高，直接影响到自动抄表系统的工作效率。

3、系统平台进一步优化

中心控制软件和工作平台是自动抄表系统的核心部分，它决定了系统的平台是否高效、可靠和应用自如。

十多年来，自动抄表系统经过科研机构和企业推动，工程技术人员的努力奋斗，取得了 长足的进步，全新的自动抄表系统方案已经成熟，并逐步在市场上得到推广和应用。

三、GPRS电力远程自动抄表

1、系统概述

GPRS电表远程抄表系统由电度表、带GPRS通讯模块的采集器和服务器组成。采集器实时采集用户的用电数据，通过GPRS把数据汇集到服务器。具有采集数据快速准确，能快速生成用电统计分析,交费单据等特点，与传统的人工抄表、电话线抄表相比，极大地提高了效率。系统除了准确、实时抄表外，还提供了设备管理功能，如告警：开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过载告警等；控制：对欠费用户进行拉闸等。并提供停电数据保护功能，在停电48—72小时内仍可抄表和监控。系统可以结合移动公司的短信平台，在告警时，可根据具体内容发短信给相关的管理人员。

2、系统组成

系统可以由带系统软件的主站、带GPRS模块的采集器、电度表组成。手持终端是本系统的补充，在系统出现意外时进行人工抄表。

主站：运行集中抄表系统的计算机（服务器或PC机）称为主站，主站通过GPRS网络与采集器相连。主站要配置一个固定的IP地址和互联网出口。

带GPRS模块的采集器：收集电表数据传送到数据中心，它连接主站和电度表。电度表：计量并显示用户的用电情况，将用电信息传输到GPRS采集器。这三个主要的组成部份是相互关联的主从关系。

3、抄表模式

3.1居民用户抄表系统

1、电表：级单相静止式（电子式）电度表，具有光耦脉冲输出功能。

2、带GPRS功能的采集器（内置Saro-3130P的GPRS-DTU）：（1）24个I/O口，可带24户电度表（2）停电数据保护

（3）带后备电源，停电后仍可抄表

3、抄表内容：电量、其它

4、抄表形式：（1）自动抄表（2）定时上报（3）实时查询

5、告警内容：（1）开箱告警（2）停电告警

可增加远程控制拉闸功能，电能表要增加内置继电器。3.2大集团用户抄表系统

1、电表：A）三相有功无功多功能表，有功0.5级、无功2级，具有RS-485通讯接口，电力部DL/T645通讯规约。或者使用：B）三相有功复费率表，有功1级，具有RS-485通讯接口，电力部DL/T645通讯规约。实现电能量（有功、无功）的计量和功率因数、电压、电流、频率等参数的测量。

2、带GPRS功能的采集器：

（1）带一个与电能表通讯的RS-485接口，一个与主站系统通信的GPRS接口，三个用于报警监测的开关量输入口和三个用于远程控制的模拟量输出口。

（2）支持部标通信规约（3）停电数据保护

（4）控制输出（用于远程控制拉闸或其他功能）（5）带后备电源，停电后仍可抄表

3、系统功能

（1）设置电能表的参数，读取各种计量和管理数据；（2）抄表数据的统计、查询、备份、报表、图表生成；（3）厂站管理；

（4）自动抄表、定时上报、实时查询等；（5）掉电数据保存；（6）瞬时量数据的综合处理；

（7）系统数据备份、存档和向外输出数据；（8）历史数据事件记录功能；（9）实时报警；

（10）根据线路上的表计关系计算线路损耗；

（11）可提供多路模拟量、开关量输入，实现开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过压告警、过流告警、过载告警、倾斜或移动报警等其他功能；

（12）远程控制断电功能；（13）采集的参数，如：

◆当前、上月、正向有功、反向有功、无功四象限的总及尖、峰、平、谷四费率电量； ◆正向、反向、有功、无功的最大需量及最大需量发生时间； ◆有功功率、无功功率、三相电压、三相电流、功率因数； ◆感想失压累计次数、失压累计时间、集抄器停电起止时间等；

◆单位时间负荷曲线、三相电流曲线、三相电压曲线、有功功率曲线、无功功率曲线、功率因数曲线。

3.3变电站抄表系统

1、电表：三相有功无功多功能表。

2、带GPRS功能的采集器：

（1）带一个485口，三个开关量和三个模拟量；（2）支持部标通信规约；（3）停电数据保护；（4）控制输出；

（5）带后备电源，停电后仍可抄表。

3、抄表内容：（1）电压、电流；

（2）有功正、反向分时电量；无功四象限分时电量；（3）有功正、反向分时最大需量及发生时间；（4）无功正、反向分时最大需量及发生时间；（5）断相时间、次数及断相期间用电量；（6）负荷曲线。

4、抄表形式：（1）自动抄表；（2）定时上报；（3）实时查询。

5、告警内容：（1）开箱告警；（2）停电告警；（3）逆相告警；（4）超温告警；（5）过压告警；（6）过流告警；（7）过载告警；

（8）倾斜或移动报警等其他功能。

4、系统的功能与特点

（一）安全可靠：安全性由三方面构成：第一，ORACLE数据库是大型的、多用户的数据库，它的安全性高，允许多用户同时使用同一数据库而不会破坏完整性，用它来做抄表系统的数据引擎可以保证数据的安全；第二，系统对用户实现分级授权管理功能，通过检查使用者的名字和授权密码，赋予使用者相应的操作权，借鉴银行系统的密码管理模式限制无关人员改变数据库和硬件设置。第三，防火墙功能及完善的数据备份功能，防备系统受到人为的恶意攻击，数据备份功能确保在硬件系统故障时，也能随时在新的硬件设备上数据无丢失地启动抄表系统。

（二）完善的系统日志：系统日志记录了进入系统，离开系统，收费，设置硬件，改变运行参数操作等及操作者，操作时间，凡是改变数据库的操作都被记录下来。

（三）抄表速度快：抄表快、数据准确，抄表时PC机只读采集器的数据，数据传输采用1200波特率，传输速度快，并对每个数据块都有效验码，保证了传输的准确性。

（四）广播对时功能：该功能使得系统中的所有电能表的时间基准与PC机保持一致，对时成功后，由电池供电的电能表内部时钟，不再需要PC机的干预。因此，只要保证在对时时刻，PC机的时间是正确的，以后在运行的过程中，改变PC机的时钟并不会影响电能表的时间。

（五）自动抄表功能：按照设置的抄表开始时间和抄表间隔，到预定的抄表时刻，系统便会依次拨号去抄采集器或电表内的数据。对于抄不上数据，系统会自动补抄或人工发命令补抄。

（六）电量冻结功能：可以方便地定义总表，安装和删除总表，给总表分配分表。通过安装适当的总表，结合抄冻结数据功能，就可得某一特定的时刻的总表读数，各分表的读数（由此得到读数和），就可以计算出某部分电路的电能损耗，为确定电费提供依据。

（七）电费管理功能：收电费前，统一抄录一次电费数据。当确保数据库内的数据反映最近的电表读数后，利用程序中的功能自动计算出当月用电量和电费。交纳电费时，只需输入用户号，当月用电量和电费由程序填写。每笔电费都有详细记录，便于对帐。

（八）设备管理功能，如告警：开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过载告警、倾斜或移动报警等；控制：对欠费用户进行拉闸等。并提供停电数据保护功能，在停电48——72小时内仍可抄表和监控。本系统结合移动公司的短信平台，在告警时，可根据具体内容发短信给相关的管理人员。

5、总结

6.GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇六

随着我国电力企业改革的不断深入,电力企业无论是在管理方面还是在技术操作方面越来越现代化、智能化,而抄表作为电力行业的基础业务,抄表工作的好坏、抄表速度的快慢直接影响着电力工作的优劣。现如今传统的抄表方式由于效率低、成本高、劳动强度大等问题,已无法满足现代社会的需求[1,2]。为此提出了一套先进的远程无线抄表系统,此系统主要是将ZigBee技术和GPRS网络结合在一起,来实现远程终端对用户电表的控制。

1 系统总体设计

系统总体设计如图1所示。基于ZigBee和GPRS的远程抄表系统主要有三部分组成。

图1系统总体设计图 (参见右栏)

1.1 数据采集传输端

数据采集传输端主要由采集器和集中器组成,

数据传输端是通过ZigBee无线网络技术通信。ZigBee技术是一种新兴的短距离、低复杂度的无线网络技术,具有功耗低、成本低、网络容量大、时延短、网络的自组织、自愈能力强、通信可靠等特点[3,4]。数据采集传输端主要负责用户电表数据的采集和采集数据的转发,使数据顺利传输到协调器。

1.2 协调器和GPRS网络

协调器是整个系统的中间节点,负责ZigBee网络的组建并且将ZigBee网络采集到的数据通过GPRS网络传输到监测中心。GPRS网络是远程无线通信网络,具有传输数据大、实时在线、频率利用率高、传输可靠等特点[5,6]。

1.3 监测中心

监测中心由监测设备和数据库服务器组成,监测设备接收协调器发来的数据,同时可以向协调器发送需求。

2 系统硬件设计

2.1 数据采集传输端硬件设计

数据采集传输端主要负责电表数据的采集以及发送。采集器负责电表数据采集,集中器起到承上启下的作用,一方面是负责将采集器采集的数据顺利传送给协调器,另一方面是负责传达协调器下达的命令。采集器和集中器均采用电源供电。采集器由传感器模块、处理器CC2430模块、电源模块、电源管理模块、天线模块、LED指示灯6部分组成,而集中器的组成包含除去传感器模块的所有模块。主控芯片采用CC2430芯片是因为CC2430在ZigBee技术应用中的优势,CC2430是chipcon公司研究推出的、用来实现嵌入式的片上系统,CC2430芯片具有高性能、低能耗、抗干扰能力强等特点,CC2430芯片上整合了ZigBee射频前端、内存和微控制器,具有128KB可编程闪存和8KB的RAM,CC2430芯片工作时的电流损耗为27mA,休眠模式时仅为0.9μA的能耗,待机模式时更少[7,8]。电源模块用于给处理器供电,LED指示灯用于显示网络的状态。

2.2 协调器节点硬件设计

协调器由ZigBee无线通信模块、处理器模块、电源模块、电源管理模块、GPRS模块、LED指示灯、LCD模块、数据存储模块8部分组成,具体结构如图2所示。

图2协调器结构图 (参见下页)

协调器模块也采用电源供电。ZigBee无线通信模块主要用于数据通信,其设计和集中器一样。处理器模块用于数据处理和远程操作功能的实现,

其主控芯片选用美国德州仪器的MSP430F系列,MSP430F系列是一种具有功耗低、功能强、性能好等技术特点的16位单片机,具有丰富的寻址方式,程序代码可以方便地写入和擦出,并且与MSP430F系列相适应的C430语言与标准的C语言兼容性好。处理器模块和ZigBee模块采用SPI总线通信,与GPRS模块采用RS232串口通信。GPRS模块用于协调器和远程终端通信,GPRS模块采用SSIM900无线通信模块,该模块是有Simcom公司生产的,具有射频天线,支持GSM/GPRS通信,并且还有本地SIM卡连接等[9]。LCD模块是用户和无线网络交互的界面,用来显示菜单功能,数据存储模块用于对采集到数据的存储。

3 系统软件设计

本系统主要是结合ZigBee技术和GPRS技术来完成设计,系统具备的功能主要是协调器自动建立网络、采集器定时自动抄表、远程终端命令控制以及远程自动抄表等。基于以上功能,系统的软件设计主要分为两部分:协调器节点软件设计和采集器节点软件设计。

3.1 协调器节点软件设计

协调器是整个系统的网关,并且还是ZigBee网络和远程终端的桥梁,能通过GPRS网络实现ZigBee网络和远程终端的交互。协调器节点的功能主要有两部分,一是ZigBee网络的组建,对其组建的网络中的其他节点进行管理,并且向采集器节点发送采集信息,将采集的数据信息储存,为了降低能耗,采集器和中继器一般处于休眠状态,所以协调器节点在需要采集数据信息时,首先应该向采集器节点发送激活码,激活采集器节点;二是接受远程终端命令,通过GPRS网络和远程终端建立连接,将采集的数据信息定时发送给远程终端,并且实时等待接收远程终端发来的命令,为保证GPRS模块和远程终端有效连接,单片机需要通过GPRS模块向远程终端发送握手信号,在握手失败时再次发送建立连接。协调器节点的软件流程图如图3所示。

3.2 采集器节点软件设计

采集器的功能主要有两部分,一是定时自动抄表,随时记录电表中的数据;二是定时监听系统中协调器是否发来激活码及网络信号。采集器作为休眠节点,除了设定的定时抄表时间和接收协调器发来网络信息及向协调器节点发送数据信息时间,为了降低能耗,一般其他时间采集器都处于休眠状态。采集器节点的软件流程图如图4所示。

4 系统测试

系统测试主要分为两部分:节点与节点之间通信的测试和远程抄表成功率的测试。1)节点测试,本系统选取曲阜师范大学教师公寓30台电表进行测试,部署1个协调器节点、3个集中器节点、30个采集器节点,节点的无线信号发射功率设置为17dBm,节点在空旷的空间通信距离可达150m,经测试,节点通信在楼宇建筑物中可以穿越楼板,并且通信结果受天气影响不大,系统的鲁棒性较强。2)抄表成功率测试,系统定时每月抄表3次,经测试及对测试结果分析,系统一次抄表的成功率为98.7%,二次、三次抄表成功率为100%。测试结果表明,本系统安全可靠、通信可靠、抗干扰性强、功耗低、成功率高、维护方便,既方便了用户,同时又提高了电力工作人员的工作效率和服务质量。

5 结论

本文利用当前比较先进的ZigBee无线短距离通信技术和GPRS技术相结合设计出了一种实用的无线远程抄表系统,本系统具有能耗低、稳定性强、通信安全可靠、鲁棒性强、搭建灵活、运营成本低等特点,可以说是与当前电力系统实际相结合的产物。实际应用中,系统无线抄表成功率高,系统维护简单,完全可以取代人工抄表。同时本系统可移植性较强,不仅在抄表方面应用前景广阔,在医疗、环境监测等领域也具有很强的市场应用价值。

摘要：针对当前传统抄表效率低、成本高、劳动强度大等问题,提出了一种无线远程抄表方案。结合ZigBee无线短距离通信技术和GPRS技术设计了一套抄表系统,该系统广域网采用GPRS技术通信,局域网采用ZigBee无线短距离通信,该系统具有能耗低、稳定性强、成本低、通信安全可靠等特点。经现场试验测试,该系统能够完成数据采集、传输,抄表成功率高,同时该系统在医疗、环境监测等领域应用前景广阔。

7.GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇七

【关键词】自动抄表系统；集中器；嵌入式系统

目前，电力行业在对电力资源进行管理的过程中主要是以远程抄表，智能缴费的形式为主。主要是由于人工抄表不仅工作量相对较大，精准度也无法保证。采用智能卡付费的形式给用户带来了较大的便利。随着电子技术、通信技术以及计算机等技术的高效发展电力系统发展中的嵌入式技术逐渐趋于成熟。集中器作为远程电力抄表系统运行的核心部位，研究人员对其设计形式以及实现形式进行探讨和分析具有一定的现实性和可行性。

1、集中器的硬件设计与实现的重要性

远程抄表系统在运行的过程中主要以集中器的功能和性质为主。集中器主要是通过各种智能仪表以及模块的形式来实现数据的采集和传输，最终对各种不同类型的信息进行储存。在这一过程中信道形式比较特殊，在上行通信信道和服务器相互连接的过程中，上行通信信道主要采用的是公用网络。另外，由于集中器所包含的模块类型比较复杂，数量较多。研究人员只有对各种硬件模块进行研究，才能够提升电力远程抄表工作的效率，促进通信方式的科学性和规范性。

2、集中器的硬件

2.1中央处理器

集中器硬件设备的中央处理器结构处于核心位置，其芯片性能以及系统性符合集中器硬件设计的要求。通常情况下，计数人员在对远程抄表系统进行研究和优化的过程中，集中器硬件所选择的芯片类型主要是AT系统的芯片，同时还需要加设各种全套的外围设备。不仅如此，网口结构和控制器也是不可缺少的结构类型。由于芯片的系统功能较强大，因此，外部组件的件数也可以逐渐减少。

2.2存储模块的设计

无论是哪种类型的芯片，都含有外设接口。芯片内部的存储器在无法满足实际要求时，需要进行不断扩展。通常情况下，储存器的主要作用是存储系统的程序。电表上的相关数据主要应该存储在Flash存储器或者是内存卡上。在内存方面如果存储空间足够大，就没有必要进行扩展。

2.3上行通讯模块的设计

第一，MODEM通信设计。集中器在上行通讯模块运行的过程中主要的功能就是实现内置MODEM和上位机之间的通讯。这种通讯方式属于有线通讯的一种。用户只需要将电话线接入到端口位置就可以实现远程通讯。在上位机开始拨号的过程中，集中器上面的指示灯会处于常亮的状态。在命令执行完毕之后，集中器的指示灯和MODEM的指示灯都会熄灭。集中器的上位机指示灯是判定通讯进程的重要指示，保证通信模块的灵活性和稳定性是设计工作的重点之所在。研究人员要将这方面作为通讯模块设计重点，加强模块结构和主板之间的联系。

第二，红外通信设计。所谓的红外通讯技术主要是采用红外线的形式来对数据进行传递，同样属于无线通讯技术的一种。这种通讯形式不仅价格低廉，而且在联接的过程中保密性较高，损耗程度较低。但是，这种通信设计形式在距离和速度方面受到严重的限制，在测试方面的应用价值还有待提升。

集中器下端部位有一个红色的按钮，在抄表的过程中可以将终端设备和集中器相互连接。在指示红灯闪亮几次之后，就可以根据具体的指示来进行操作。在红外通讯指示灯熄灭之后，集中器可就可以退出红外通讯状态。红外信号在进行转化以及传输的过程中主要采用的是不同类型芯片形式，在提升调制解调作用的基础上，提升了信号传输的高效性和整体效率。在实际的电力抄表应用的过程中，工作人员需要对抄表现场的检测工作加强重视，同时对于集中器的各项参数进行科学合理地控制。为了保证远程抄表工作进行的高效性和准确性，需要在实际的工作中选择素质相对较高或者是对操作技能掌握程度较强的工作人员。而且集中器设备的红外功能比较突出。

2.4下行通讯模块的设计

人们经常说的下行通讯，主要是指集中器和相关的终端设备所进行的数据传输。从项目设计工作中可以看出，AT系列的芯片可以用户上行和下行通讯设备当中。而TX和RX系列芯片仅仅可以用户下行通讯的终端设备当中。在下行通讯模块设计的过程中，主要涉及到的就是载波形式的通信口，芯片以及各种串口、控制口等等。加强数据的传递是集中器设备的最终工作目标，提升设计的科学性和规范性也可以有效地提升电力远程抄表工作的高效性。

第一，载波通信设计。下行载波通讯模块的主控芯片是专为面向未来的开放式自动抄表智能信息家电以及远程监控系统而设计的单芯片片上系统，它除了具有功能强大的微处理器外尤其在高精度模/数转换以及电力线载波通讯方面具有更大的优势，它的扩频通信单元是PL2000系列专用电力线载波通信集成电路的升级内核具有更强的抗干扰能力更高的数据通信速率和更大的软件可配置灵活性。

第二，RS-485设计。在电力通讯方案的设计中，下行通讯除了采用低压电力载波通讯方式以外，还经常利用RS-485总线通讯方式。因为这样组网方式就较为灵活既可使用RS-485总线和低压电力载波混合的方式组网，也可以使用可靠性比较高的全485方案组网。而且可用于RS-485接口的芯片种类也越来越多实现这种通讯的技术也相当成熟。

2.5JTAG的设计

本设计采用SAM-ICE仿真器调试程序，SAM-ICE是专为ATMEL的AT91系列ARM处理器设计的JTAG仿真器.标准的JTAG接口是4線，分别为测试模式选择、测试时钟、测试数据输入和测试数据输出，JAG测试允许多个器件通过AG接口串联在一起，形成一个AG链，能实现对各个器件分别测试，JAG接口还常用于对FLASH器件进行编程.通过JTAG接口可对芯片内部的所有部件进行访问，因而是开发调试嵌入式系统的一种简洁高效的手段。

3、结束语

集中器通过MODEM通信方式接收来自上行信道的主站命令，处理器将接受到的命令转换为一条或者多条内部可执行的命令，从而提取历史数据或参数，并对数据进行协议封装传送给上行信道。上行信道将数据按照原路径传送给服务器，同时，通过下行信道抄收各种用户终端的用电量数据信息，并进行存储从而实现智能化抄表工作.这种基于ARM芯片的集中抄表系统是可行的、有效的，它代表着技术发展的新趋势也将会有广泛的应用前景。

参考文献

[1]王玉萍.抄表系统中集中器的设计[J].产业与科技论坛，2012（17）.

[2]阎浩，叶崧.远程抄表系统中集中器软件的模块化设计与实现[J].现代电子技术，2011（04）.

[3]陈凤.低压电力线载波通信技术及应用[J].电力系统保护与控制，2012（22）.

[4]殷志良.基于IEC61850的通用变电站事件模型[J].电力系统自动化，2015（19）.

[5]卢恩.一种新的自动抄表系统方案及其实现[J].电力自动化设备，2013（06）.

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