采用智能電表的居民用戶無(wú)線自動(dòng)抄表系統(tǒng)

集中器與主站距離遠(yuǎn)，采用基于TCP/IP協(xié)議的GPRS通信網(wǎng)絡(luò)。ME3000模塊內(nèi)部已集成TCP/IP協(xié)議，CPU只需用GPRS AT指令與ME3000交換信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與主站的數(shù)據(jù)通信。GPRS AT指令是CPU通過(guò)UART口與GPRS模塊通信的命令集，該命令集封裝了GPRS模塊提供的全部功能，包括普通指令、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指令、控制與報(bào)告指令、消息服務(wù)指令、GPRS指令、TCP/IP指令、短消息指令等。集中器對(duì)GPRS模塊的主要操作是建立TCP連接、數(shù)據(jù)收發(fā)、上/下電控制、復(fù)位等。用到的GPRSAT指令不多，但為了保證GPRS網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性，還要使用一些報(bào)告指令實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，如信號(hào)強(qiáng)度查詢、SIM卡狀態(tài)查詢、網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)查詢等，這些參數(shù)是集中器操作GPRS的依據(jù)，也是保證集中器的GPRS網(wǎng)絡(luò)可靠通信的關(guān)鍵。如ME3000模塊的信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)指令，其格式為AT+CSQ，返回值是一個(gè)類似“CSQ：27，4”的字符串，27代表信號(hào)強(qiáng)度，其取值范圍為0-30，0為最弱信號(hào)。GPRS模塊連接網(wǎng)絡(luò)前需判斷該數(shù)值是否大于某個(gè)臨界值(如15)，若不滿足信號(hào)強(qiáng)度要求則不予連接網(wǎng)絡(luò)，并給出信號(hào)燈提示。另外，合適的操作節(jié)奏也是保證GPRS網(wǎng)絡(luò)通信可靠性的重要因素。如某次網(wǎng)絡(luò)連接失敗時(shí)，GPRS模塊應(yīng)該斷電復(fù)位，并延時(shí)較長(zhǎng)時(shí)間后再嘗試第二次連接，較長(zhǎng)的延時(shí)時(shí)間是為了保證GPRS模塊上電后有足夠的時(shí)間注冊(cè)網(wǎng)絡(luò)、準(zhǔn)備好接收指令。GPRS通信軟件處理流程如圖4所示。

5結(jié)論

采集器利用RS-485總線采集智能電表的電量數(shù)據(jù)，然后通過(guò)ZigBee Pro無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)路由到集中器后經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到主站，構(gòu)成居民用戶3層無(wú)線自動(dòng)抄表系統(tǒng)。詳細(xì)分析了各層通信的具體實(shí)現(xiàn)方法及關(guān)鍵技術(shù)。考慮事件發(fā)生時(shí)存在多個(gè)采集器同時(shí)向集中器發(fā)送數(shù)據(jù)的特殊路由需求及網(wǎng)絡(luò)通信安全，采集器與集中器間的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用具有多對(duì)一路由及高級(jí)網(wǎng)絡(luò)安全性能的ZigBee Pro協(xié)議。