基于CDMA網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　0 引言

　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的由人工完成的電表抄表計(jì)費(fèi)由于工作量大，費(fèi)時(shí)等缺點(diǎn)迫切需要研制遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)；另一方面，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，技術(shù)水平也為遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了有力的支持。自動(dòng)抄表系統(tǒng)已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)[1-5]。常見(jiàn)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)有有線(xiàn)抄表系統(tǒng)，掌上抄表和無(wú)線(xiàn)抄表系統(tǒng)三大類(lèi)。其中有線(xiàn)系統(tǒng)需要數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)，布線(xiàn)繁雜，且費(fèi)用較高，不適合現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢(shì)；掌上抄表系統(tǒng)需抄表部門(mén)或用戶(hù)用掌上抄表器抄取數(shù)據(jù)，因此費(fèi)時(shí)費(fèi)力[2]。無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)采用無(wú)線(xiàn)收發(fā)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，不需專(zhuān)門(mén)架線(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省了人力物力。作者設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊Q2358C的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)。此系統(tǒng)利用短信收發(fā)模塊，借助現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)資源CDMA網(wǎng)絡(luò)，將電表數(shù)據(jù)以短消息的形式發(fā)送到管理中心，管理中心通過(guò)應(yīng)用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理，然后根據(jù)處理結(jié)果采取相應(yīng)措施。文中主要介紹了遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，Q2358C模塊結(jié)構(gòu)圖，以及短信收發(fā)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。

　　1 遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　圖 1為遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。系統(tǒng)由電能表、微控制器、無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊、CDMA網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)組成。其中電能表可采用王柏林教授研制的多功能數(shù)字電能表[3]；微控制器由單片機(jī)及其外圍電路組成，是用戶(hù)終端的一個(gè)核心部分，它能根據(jù)收發(fā)模塊收到的指令信息采取相應(yīng)的動(dòng)作，若收到的是采集數(shù)據(jù)的指令則首先把采集器記錄的脈沖個(gè)數(shù)乘以每個(gè)脈沖代表的耗電數(shù)，然后以短消息的形式發(fā)送到管理中心，若收到的是斷電的指令則向電能表發(fā)出切斷電源的信息；無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊在系統(tǒng)中作為信息傳輸平臺(tái)，它能把采集到的電表數(shù)據(jù)或控制指令以短消息的形式發(fā)送或接收；CDMA網(wǎng)為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源，該網(wǎng)絡(luò)采用碼分多址技術(shù)，容量大，安全性高，實(shí)時(shí)性好；管理中心的計(jì)算機(jī)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心，它能向用戶(hù)端的控制器發(fā)出采集電表數(shù)據(jù)的指令，然后把接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)應(yīng)用軟件存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)具有存儲(chǔ)、報(bào)表輸出、統(tǒng)計(jì)等功能[4]。計(jì)算機(jī)可與銀行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)付費(fèi)；還可與Internet網(wǎng)絡(luò)相連，為用戶(hù)提供電費(fèi)的明細(xì)查詢(xún)；用戶(hù)還可通過(guò)移動(dòng)電話(huà)或PDA查詢(xún)繳費(fèi)和用電情況，提高了電費(fèi)收繳的透明度。因此效率高，管理方便。

　　　　　　　　
　　1.2 電力管理終端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　圖 2為系統(tǒng)管理終端結(jié)構(gòu)圖。其中PC機(jī)和短信收發(fā)模塊組成了系統(tǒng)的硬件，兩者通過(guò)RS232串行方式連接。PC機(jī)通過(guò)與模塊之間的AT命令接口實(shí)現(xiàn)模塊的短信收發(fā)功能；短信收發(fā)模塊由Q2358C模塊及其外圍電路組成，接收由PC機(jī)通過(guò)串行口發(fā)出的AT指令，然后按照AT指令產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，完成短信收發(fā)。動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)和以它為基礎(chǔ)的應(yīng)用程序組成了系統(tǒng)的軟件。

　　1.3 Q2358C模塊結(jié)構(gòu)

　　Q2358C模塊為WAVECOME公司推出的雙頻CDMA模塊，工作頻段為900MHZ和1800MHZ。能完成語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、傳真、短信息服務(wù)以及多種附加業(yè)務(wù)的功能。具有容量大、輻射小、低功耗的特點(diǎn)。模塊具有AT命令集接口，利用此接口可完成模塊的相應(yīng)功能。

　　Q2358C 結(jié)構(gòu)如圖3所示。從圖中可看出模塊主要由電源部分、射頻部分、基帶部分、存儲(chǔ)器和系統(tǒng)連接器組成。RF射頻部分主要包括發(fā)送機(jī)和接收機(jī)。發(fā)射機(jī)用來(lái)完成上行變換，接收機(jī)用來(lái)完成下行變換。電源部分用來(lái)給模塊供電。存儲(chǔ)器包括符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的SRAM存儲(chǔ)器和閃存存儲(chǔ)器。系統(tǒng)連接器有60個(gè)管腳，用來(lái)提供模塊和外圍電路的連接。模塊的核心部分采用的是QUACCOMM MSM5105，它是基帶處理部分，能完成語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音信箱、數(shù)據(jù)壓縮和消除回聲的功能。