資源描述：
《基于GPRS的遠(yuǎn)程無線自動抄表系統(tǒng)的設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第一章緒論發(fā)展遠(yuǎn)程自動抄表的瓶頸之一是信號傳輸通道。目前常見的光纖通信、無線通信、電話線網(wǎng)、點對點的紅外線通信和低壓電力載波等通信方式,無不受投資、維護(hù)、地理環(huán)境、無線信道、組網(wǎng)可靠性等因素的制約,難以適用于點多面廣的用戶信息監(jiān)測。短消息SMS的模式雖然具有覆蓋面廣、傳輸距離不受限制、不用自行組網(wǎng)、易于擴容、安裝方便、投資省、免維護(hù)等優(yōu)點,但是短消息SMS的信道延時是不可預(yù)測的,而且一個短消息能夠包含的信息量非常有限,一般只能有幾十個字節(jié)。在數(shù)據(jù)量很大的集中抄表系統(tǒng)中,一個數(shù)據(jù)包往往要進(jìn)行分組,而且短消息延時比較大,
2、費用昂貴。GPRS業(yè)務(wù)在具有上述優(yōu)點的同時又解決了信道流量的問題,在無線網(wǎng)絡(luò)用電管理中廣為采用。它采用分組交換傳輸數(shù)據(jù)的高效率方式,提供廣域、無縫、直接的Internet無線IP連接。每個用戶可以同時占有多個無線信道,大大提高了信息傳輸速率,理論上可提供高達(dá)171.2kbit/s的傳輸率。以GPRS為基礎(chǔ)的無線數(shù)據(jù)應(yīng)用為實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸提供了一種新的技術(shù)手段。10第二章系統(tǒng)設(shè)計GPRS(GeneralPackedRadioService，通用分組無線業(yè)務(wù))是一種采用分組交換的高效率數(shù)據(jù)傳輸方式，它克服了GSM中電
3、路變換速率低、資源利用率差等缺點，最大限度地利用了現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)資源，提高了傳輸速率。GSM網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率低于96Kb／s，GPRS網(wǎng)絡(luò)理論上最大可以提供1712Kb／s的傳輸速率．由于GPRS網(wǎng)絡(luò)具有永遠(yuǎn)在線、快速登錄、按流量計費、切換自如、高速傳送、安全可靠等優(yōu)點，所以由它來做技術(shù)支撐，可以用更加簡單、低成本、安全可靠的方式構(gòu)建遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省人力、物力，提高水文遙測監(jiān)控的自動化水平。GPRS技術(shù)的無線自動抄表系統(tǒng)在我們原有自動抄表系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改造過來的，原來的系統(tǒng)是在管理微機串口處外接一個R$232／4
4、85轉(zhuǎn)換器，然后直接與圖中的具有RS一485通信接口的采集器相連。從圖1看改造后的具有GPRS功能的無線自動抄表系統(tǒng)共分三層。第一層為原來的采集器，第二層為集中器，第三層為管理微機(數(shù)據(jù)中心)。采集器部分為能收集多路、多種能耗(水、電、氣、暖等)脈沖的具有通信能力的智能設(shè)備，它與集中器之間的通信采用技術(shù)成熟的RS一485總線方式。集中器部分向下連接它所在區(qū)域的多個智能采集器，向上通過GPRS模塊完成與管理微機之間的數(shù)據(jù)交換。而管理微機那兒也是通過GPRS模塊完成與各個集中器的數(shù)據(jù)交換，當(dāng)然，它還擔(dān)負(fù)著用戶界面操作、數(shù)
5、據(jù)管理、費用結(jié)算、賬單打印等服務(wù)功能。這種從原來的兩級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變?yōu)槿壘W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從系統(tǒng)的容景上看，是一次徹底的革命，因為增加的中間級是具有GPRS模塊的集中器，而集中器的GPRS模塊實際上是外掛在GSM網(wǎng)上，因此種三級的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不僅解決了通信的距離問題，而且解決了系統(tǒng)的容景問題。顯然采集器的電路已經(jīng)具備與集中器直接相連的功能，因此電路不需作任何修改。管理微機那兒我們可以考慮直接帶通信數(shù)據(jù)透明的GPRS功能模塊，而不作硬件上的重新設(shè)計，但這種方式需要編制上位管理軟件的工程師也要熟悉GPRS模塊中的大量的AT指令，并將
6、用到的AT10指令嵌入到上位管理軟件程序中去，同時要求上位機軟件工程師在原來的軟件上作比較大的修改，為了盡量減少已經(jīng)成熟的上位管理微機軟件的改動工作量，我們在管理微機的串口處，設(shè)計了的內(nèi)含GPRS模塊的通信接口。整個系統(tǒng)中，由于采集器和管理微機已經(jīng)是成熟的產(chǎn)品，因此，本系統(tǒng)的設(shè)計主要涉及集中器和通信機的設(shè)計。而且，集中器和通信機無論在硬件設(shè)計上還是在軟件設(shè)計上都有很大部分是相同的，所以只需硬件工程師統(tǒng)籌考慮即可。圖2—1基于GPRS技術(shù)的無線自動抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖10第三章硬件介紹由于集中器和通信機的硬件基本相似，因此，
7、我們先以集中器為例介紹硬件設(shè)計。集中器的硬件主要包括集中器的智能控制部分電路和GPRS模塊及其外圍電路兩部分。分別見圖1和圖2所示。圖3—1集中器的智能控制部分電路圖集中器的智能控制部分完成的主要功能包括與采集器的數(shù)據(jù)通信，與GPRS模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，以及完成本機內(nèi)GPRS模塊的初始化和完成本機內(nèi)GPRS模塊與系統(tǒng)通信機內(nèi)的GPRS模塊建立數(shù)據(jù)通信前的連接工作等。由于集中器既要向上(與通信機)收發(fā)數(shù)據(jù)，又要向下(與采集器)收發(fā)數(shù)據(jù)，為保證通信數(shù)據(jù)的實時性，我們選擇具有雙串口功能的W77E58作為集中器的CPU。考慮集
8、中器下的各個采集器具有一定范圍內(nèi)的分散性以及系統(tǒng)的電氣安全性能，這里設(shè)計的為具有光電隔離的RS一485總線方式，右上的電平變換1、2部分是解決GPRS模塊的數(shù)字電平為3V的問題，圖中只畫出了77E58向GPRS模塊發(fā)送的電平變換圖，而接收部分的電平變換與發(fā)送部分電路基本一樣，只是兩個三極管的上拉電壓更換一下即可。為更加直觀地觀察通信是否正在進(jìn)行
