無線數(shù)傳技術和產品的電力無線抄表系統(tǒng)解決方案

　　GPRS/CDMA網(wǎng)絡的工業(yè)化應用解決了電力系統(tǒng)對智能抄表控制系統(tǒng)的通信需求，相比于傳統(tǒng)的專用網(wǎng)絡，其覆蓋性和成本更加適合于工業(yè)應用，本文提出了基于深圳市天地華杰科技有限公司的無線傳輸模塊TD-8700S DTU和控制模塊的GPRS/CDMA無線抄表系統(tǒng)實施方案。

　　該系統(tǒng)的設計考慮到電表和抄表服務器端（數(shù)據(jù)服務器）的數(shù)據(jù)通訊要求，電表和抄表服務器端采用有限透明傳輸模式，即智能控制模塊對數(shù)據(jù)進行有限過濾和分析處理，避免冗余和分辨出指令信息。通訊方式采用通過TD-8700S DTU模塊建立通過移動通信網(wǎng)關的無線通信鏈路，可以進行基于TCP/IP和UDP/IP數(shù)據(jù)傳輸?；诳刂颇K的容錯機制和GSM備用通道模式，彌補了由于GPRS網(wǎng)絡的不穩(wěn)定性帶來的影響。

　　硬件實現(xiàn)

　　實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有限透明傳輸和電表的智能控制，模塊接收服務器端通過數(shù)據(jù)傳輸模塊到達的數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析，查詢指令經(jīng)RS485接口傳輸給電表，控制指令通過控制I/O對電表智能控制。電表接收到查詢命令后，反饋相關信息，信息到達數(shù)據(jù)處理模塊后，模塊按事先配置的參數(shù)進行處理，需要回送到服務器的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸，并根據(jù)電表反饋進行智能控制和報警處理。

　　產品參數(shù)及特性

　　TD-8700S是一款RS-485到GPRS轉換器（又稱無線數(shù)傳終端，工業(yè)無線網(wǎng)卡，工業(yè)手機，GPRS調制解調器）。是深圳市天地華杰科技有限公司為了解決串口設備長距離傳輸數(shù)據(jù)，在利用GPRS網(wǎng)絡平臺的情況下而專業(yè)設計的。TD-8700S提供標準的RS-485通信接口，還提供雙向透明數(shù)據(jù)傳輸通道，讓用戶不用知道復雜的GPRS通訊原理和TCP/IP協(xié)議情況下，不用更改原有程序情況下，就可以讓工業(yè)RS-485串口設備的串口通信立即轉換為GSM/GPRS無線網(wǎng)絡通信。TD-8700S內置TCP/IP協(xié)議棧，它不對設備上傳和下發(fā)的數(shù)據(jù)包進行解釋與處理，僅對用戶數(shù)據(jù)包實施TCP/UDP數(shù)據(jù)封包與拆包處理，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)墓δ?。同時還可以在網(wǎng)絡結構上實現(xiàn)虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)的傳輸。

　　產品特性

　　1. 使用方便、靈活、可靠 、配置維護接口

　　2. 符合GSM/GPRS通訊標準，支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)

　　3. 數(shù)據(jù)終端永遠在線 ，透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉換

　　4. 支持點對點、點對多點、多點對中心等數(shù)據(jù)傳輸短消息數(shù)據(jù)備用通道

　　5. 支持RS-485， 內置GPRS模塊

　　6. 抗干擾設計，適合電磁環(huán)境惡劣的應用需求

　　7. 路由與虛擬地址轉換服務（NAT） 無線、實時、大數(shù)據(jù)量通信

　　8. 控制端不需要多用戶卡、Modem之類的設備，只需要控制端上網(wǎng)

　　9. 低端串口設備快速無線聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)量通信

　　10.通信效果取決于GSM/GPRS網(wǎng)絡的建設

　　11.數(shù)據(jù)通信穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸速度快，數(shù)據(jù)量大的優(yōu)點。單程《1秒，速度可達40 kbit/s

　　12.通過超級終端類似于AT指令方式設置程序，靈活設置通信參數(shù)

　　13.支持靜態(tài)IP，域名，SMS找IP等多種主機發(fā)現(xiàn)方式

　　技術參數(shù)

　　◆ TCP/IP協(xié)議棧支持：TCP、UDP、FTP、SOCKET、TELNET、POP3、SMTP、HTTP

　　◆ 天線接口：50Ω/SMA 陰頭

　　◆ 數(shù)據(jù)傳輸方式：全透明數(shù)據(jù)傳輸

　　◆ 支持參數(shù)設置：TCP客戶、TCP服務器、UDP、設備透明傳輸?shù)饶Ｊ?/P>

　　◆ UIM卡：3V

　　◆ 串行數(shù)據(jù)接口：RS-232或RS-485

　　◆ 串行數(shù)據(jù)接口速率：300到115，200 bits/s

　　◆ 功能模式：掉線自動重新?lián)芴柟δ?省電模式

　　◆ 設備功耗：待發(fā)射狀態(tài)約120mA；發(fā)射狀態(tài)約300mA，范圍200mA ～480mA

　　◆ 工作溫度：-10～+50℃

　　◆ 儲存溫度：-20～+75℃

　　◆ 相對濕度：95% （無凝結）

　　◆ 設備供電： +5V

　　◆ 工作溫度：-20℃ ～ +70℃

　　◆ 質量保證：三年

　　應用領域

　　廣泛用于樓宇自動化控制、停車場設備聯(lián)網(wǎng)控制、交通聯(lián)網(wǎng)控制、PLC控制與管理、POS機的聯(lián)網(wǎng)、LED屏幕控制、工廠、車間、礦井、銀行、油田監(jiān)控、電氣、航海通信、其他RS-232/485設備聯(lián)網(wǎng)應用等遙控領域。

　　如果客戶需求可以添加I/O控制功能：

　　GPRS DTU提供的I/O接口可以實現(xiàn)對電表的智能控制，通過中間電路控制實現(xiàn)電表的報警和斷電等智能處理。由于I/O的端口充裕和簡潔的程序控制實現(xiàn)使后續(xù)擴展更方便。

　　軟件實現(xiàn)模塊

　　數(shù)據(jù)接收發(fā)送：該部分是整個軟件的數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)部分，其實現(xiàn)數(shù)據(jù)從電表終端到PC處理器的通訊，也實現(xiàn)PC通過GPRS DTU與抄表服務器的無線數(shù)據(jù)通訊。由于可靠性的需要，我們采用TCP/IP方式和服務器端建立鏈路，并用短信模式進行通道補充，在連接中采取多可靠和錯誤處理機制來確保無線通信鏈路的通暢。錯誤處理機制包括：對DTU模塊復位、對整個系統(tǒng)進行軟復位、短信錯誤報警和短信錯誤修正。

　　數(shù)據(jù)分析模塊：數(shù)據(jù)分析模塊是有限透明處理的中心邏輯，負責對收發(fā)數(shù)據(jù)進行判斷。判斷內容包括：服務器下達指令的分類－分為對電表的通用指令和智能操作的操作指令；電表上傳服務器數(shù)據(jù)的分析—包括對數(shù)據(jù)情況的判別（是否需要進行智能控制）和數(shù)據(jù)的上行到服務器的處理；對短信指令的分類處理—分辨出配置指令和操作指令并進行相對應的處理。

　　數(shù)據(jù)智能控制：通過DTU的I/O接口對電表進行控制，包括報警、斷電等控制處理以及其他擴展處理。

　　參數(shù)配置處理：通過COM口和PC機連接，使用PC機上的配置軟件對所需參數(shù)進行配置，包括：服務器端的IP地址、端口號、傳輸協(xié)議、打包數(shù)據(jù)長度、時延等。通過接收到的短信配置命令對參數(shù)進行配置，該模式適合于遠距離作業(yè)時候的配置和處理。

　　數(shù)據(jù)分析：數(shù)據(jù)分析模塊是基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個TCP/UDP SERVER端，可以響應多個客戶端的連接請求，并對TCP/UDP數(shù)據(jù)包進行接收、存儲和分析，建立終端對應的數(shù)據(jù)分析、記錄數(shù)據(jù)庫，并提供數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)記錄查詢功能。