基于GSM短消息的電能量采集系統(tǒng)

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1、基于GSM短消息的電能量采集系統(tǒng)hc360慧聰網(wǎng)電子行業(yè)頻道2004-07-1416:58:22????在電力用戶的用電量中，工業(yè)大用戶的用電量占整個(gè)用電量(包括居民用戶)的60％～80％。為準(zhǔn)確、可靠地對(duì)工業(yè)大用戶用電進(jìn)行計(jì)量，對(duì)電網(wǎng)的輸變電元件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，本文根據(jù)實(shí)際情況開發(fā)了基于全球移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM(ClobalSystemforMobileCommunication)短消息的電能量采集系統(tǒng)。本系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的管理機(jī)制相匹配，可大幅度減少管理成本，實(shí)現(xiàn)了抄表數(shù)據(jù)和電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)及時(shí)準(zhǔn)確的采集、傳輸和處理。本文對(duì)系統(tǒng)的組成以及抄表采集器的通信原理和功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。1

2、GSM及其移動(dòng)短消息業(yè)務(wù)???GSM系統(tǒng)是目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通信中比較成熟、完善，且應(yīng)用最廣泛的一種系統(tǒng)。目前已建成的覆蓋全國的GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)是我國公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的主要方式。???GSM短消息是移動(dòng)通信部門利用GSM網(wǎng)絡(luò)在提供電路交換的各種電信業(yè)務(wù)和承載業(yè)務(wù)之外提供的基于數(shù)據(jù)分組交換的一項(xiàng)增值業(yè)務(wù)。SMS以數(shù)字蜂窩終端發(fā)送和接收字母數(shù)字消息的功能為基礎(chǔ)，使用SS7信令信道來傳輸數(shù)據(jù)分組，在無業(yè)務(wù)信道呼叫時(shí)使用獨(dú)立專用控制信道(SDCCH)，有業(yè)務(wù)信道呼叫時(shí)使用慢伴隨控制信道(SACCH)。因此允許用戶在做一個(gè)話音或數(shù)據(jù)呼叫的同時(shí)接收一個(gè)文本消息。同時(shí)，SMS

3、是目前GSM網(wǎng)內(nèi)惟一采用分組方式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，一個(gè)活躍移動(dòng)臺(tái)能夠在任何時(shí)候發(fā)送和接收一個(gè)短消息的傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元(TPDU)，不管當(dāng)時(shí)業(yè)務(wù)信道上是否有正在進(jìn)行的話音和數(shù)據(jù)呼叫。值得一提的是GSM短消息的傳遞是有保證的，即使一個(gè)目的蜂窩終端不可達(dá)(比如關(guān)機(jī)或不在服務(wù)區(qū)內(nèi))，網(wǎng)絡(luò)也會(huì)保留發(fā)給它的消息并當(dāng)該蜂窩終端重新出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中時(shí)傳遞。短消息可以傳送的最大消息長度為140字節(jié)或160個(gè)字母數(shù)字。2GSM短消息的電能量采集系統(tǒng)???基于GSM短消息的電能量采集系統(tǒng)由電業(yè)局局端抄表計(jì)算機(jī)、GSM采集器、智能電能表三部分組成。分為二層結(jié)構(gòu)：上層(局端抄表計(jì)算機(jī)與采集器之間)數(shù)據(jù)通信采用星

4、型網(wǎng)絡(luò)，局端抄表計(jì)算機(jī)、GSM采集器的微處理器都裝有GSM模塊，通過GSM網(wǎng)絡(luò)收發(fā)短消息，完成局端抄表計(jì)算機(jī)和GSM采集器的通信；底層(采集器與智能電能表之間)數(shù)據(jù)通信采用總線結(jié)構(gòu)，采集器通過RS485總線按照國家頒布的《多功能電能表通信規(guī)約》所規(guī)定的抄表協(xié)議與智能電能表以總線方式進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)抄表數(shù)據(jù)的傳輸。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。???本系統(tǒng)無線通信工具采用西門子公司的TC35iGSM模塊。TC35i模塊是一個(gè)達(dá)到工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的完整GSMModem：擁有EGSM900／GSMl800雙頻段功能，支持?jǐn)?shù)字、語音、短消息以及傳真業(yè)務(wù)，有較寬的電壓輸入范圍，提供LED網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指示

5、以及簡便的串行接口，小巧的外形易于集成。抄表系統(tǒng)通過移動(dòng)終端的電話號(hào)碼為采集器分配惟一地址，將抄表命令和數(shù)據(jù)打包成PDU數(shù)據(jù)包，通過TC35i收發(fā)短消息進(jìn)行通信，建立無線抄表通信網(wǎng)絡(luò)，為抄表采集器和抄表計(jì)算機(jī)提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化通信接口，從根本上解決了因變電站分布廣、距離遠(yuǎn)而難以組網(wǎng)的難題，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程雙向傳輸。3GSM采集器?3．1GSM采集器的主要功能(1)抄表功能：根據(jù)收到的抄表命令抄取三相多功能電能表的數(shù)據(jù)，并在每天凌晨抄取日末累計(jì)電量。(2)執(zhí)行用電監(jiān)察功能：對(duì)失壓、斷相、逆相序以及用電異常等事件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)察。(3)短消息數(shù)據(jù)處理：解析收到的局端抄表計(jì)算機(jī)的抄表消息，

6、并將抄表所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)GSM7位編碼，使之成為可以發(fā)送的PDU短消息數(shù)據(jù)包。(4)通過TC35i和局端抄表計(jì)算機(jī)通信，接收抄表、對(duì)時(shí)信息；向局端抄表計(jì)算機(jī)發(fā)送抄表數(shù)據(jù)和報(bào)警信息。3．2GSM采集器的構(gòu)成GSM采集器的核心部分是它的主控制板，結(jié)構(gòu)如圖2所示。???主控制板由89C51作為主控芯片，通過單片機(jī)自身的串口和485總線相連，完成抄收電能表數(shù)據(jù)的任務(wù)；外接128KB的Flash閃存(29C010)存儲(chǔ)抄表數(shù)據(jù)；通過16C550作為串口擴(kuò)展電路和TC35i通信實(shí)現(xiàn)短消息的收發(fā)；時(shí)鐘電路為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘；而顯示電路用來顯示采集器當(dāng)前的狀態(tài)；同時(shí)，系統(tǒng)通過對(duì)89C51進(jìn)

7、行軟件編程實(shí)現(xiàn)智能控制。4TC35i和單片機(jī)的通信4．1通信初始化???TC35i有標(biāo)準(zhǔn)的RS-232接口，通信接口為標(biāo)準(zhǔn)異步RS-232全雙工方式，通信字格式采用TC35i支持的10位編碼格式：1位停止位，8位數(shù)據(jù)位，無校驗(yàn)，波特率為9600bps；幀格式采用標(biāo)準(zhǔn)的AT命令結(jié)構(gòu)：幀頭(固定為AT)+指令(參考AT指令集)+結(jié)束標(biāo)志(固定為)。在串口通信過程中，每發(fā)出一條AT命令后都必須等待Modem的響應(yīng)，若在Modem響應(yīng)之前發(fā)出下一條AT命令，則后一條命令不會(huì)被執(zhí)行。所以，單片機(jī)必