基于GPRS模块的小区无线抄表系统

电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节。传统的电量结算是依靠人工定期到现场抄取数据，在实时性、准确性和应用性等方面都存在诸多不足之处；将现代通信技术和计算机技术以及电能量测量技术结合在一起，能够及时、准确、全面地反映电量的使用(即销售)情况。本方案首先采用短距离无线通信方式将用户电表的电量信息集中起来，然后通过GPRS无线局域网，以一种短消息的方式将此信息送给总控中心，以实现远程自动无线抄表功能。

1 系统总体设计

基于GPRS的智能小区无线抄表系统主要由3部分组成：无线电表、现场主控节点以及远程GPRS无线控制终端。图1是某小区的无线抄表系统组成框图。其中无线电表是将传统的电表所采集到的电量做相应的处理，并配置无线收发模块以短距离无线的方式将此电量信息发进出去。现场主控节点除了配置无线数传模块外，还需要配置GPRS无线收发模块，首先将每个楼层以无线方式所采集到的电量数据集中起来，然后通过GPRS模块将此信息发送出去。远程GPRS无线控制终端主要完成对GPRS无线数据的收发，以对现场所采集到的电量数据作相应的处理。

2 现场主控节点设计

无线抄表系统中最主要的是现场主控节点的设计。该部分主要包括无线数据收／发以及GPRS数据收／发两部分。其中无线数据收发系统中所采用的模块与无线电表中所使用的模块相同。现场主控节点设置在小区各楼层的中心位置，负责定时将单个单元采集点测量的应变数据进行初步的集中。主控节点通过无线数传模块完成对现场采集点的信令控制和数据提取，并通过GPRS模块对远端主控中心的数据请求作出响应。现场主控节点组成框图如图2所示。

主站以Armel公司的AT89C2051作为主控制器，包括无线数传模块、存储模块、电平转换模块和时钟模块。微控制器选用ATB9C2051。该控制器内部有1个全双工异步串行通信模块UART，可以发送／接收8位数据，带有帧错误检测功能。数据存储器选择容量为64 KB的EEPROM存储器AT24C256，通过微控制器的I／O口(P1．2引脚)外接存储器的SDA脚，实现数据读／写；P1．3引脚外接SCL脚，提供读／写时序信号。微控制器通过串行接口TX(P3．0引脚)和RX(P3．1引脚)外接无线数传模块的发送和接收单元，通过MAX232电平转换芯片接GPRS模块的RS232口。单片机的串行口同时连接两个设备的串行口，容易出现硬件冲突。采用分时复用方式可保证同一时刻只连接一个设备的串口。