基于蓝牙与GPRS无线远程抄表的设计
基于GPRS的远程自动抄表系统的设计
基于GPRS的远程自动抄表系统的设计随着经济的发展和人们生活水平的不断提高,各种电表、水表、气表大量地出现在人们的生活中,传统的人工手动抄表方式已经很难满足社会发展的要求,人们对远程自动抄表系统的需求越来越强烈。
随着计算机和通信技术的迅速发展,各种各样的自动抄表系统不断涌现出来,它们不仅替代了烦琐的手工劳动,而且提供了更多的优质服务。
本论文的主要研究内容如下:①远程自动抄表系统的方案确定首先介绍了几种常见的抄表通信方式。
简要分析了GPRS通信技术的特点、数据传输过程和网络特性。
确定了基于GPRS无线通信技术的自动抄表系统方案。
最后分析了多功能电表通信规约。
②管理软件开发涉及的几种技术的研究分析首先比较分析B/S和C/S结构的优缺点,接着介绍了Web应用开发的核心技术,如JSP、Java Bean及Servlet。
详细阐述了基于Strut的MVC模式实现。
最后介绍了管理软件开发涉及的数据库技术。
③基于GPRS通信技术的远程自动抄表系统的整体设计分析了电能表的原理,结构框图,详细设计了电能表。
在电能表的主控电路设计中,增加了断电控制电路,使系统具有欠费断电控制功能。
根据前面对多功能电表通信规约的分析,制定了适用本系统的抄表通信协议。
④基于GPRS远程自动抄表中管理软件系统的设计与实现这是本论文的重点部分。
对抄表系统进行了需求分析,设计了系统逻辑框架图和流程图。
在My Eclipse集成开发环境下,利用了JSP、Java Bean及Servlet等Web开发技术,基于MVC设计模式,开发了B/S结构的抄表管理软件。
本文主要设计实现了远程抄表、帐户管理、系统综合管理功能。
本课题设计的自动抄表系统已在实验室调试成功。
系统具有实时性好,可靠性较高,扩展性强,抄表数据精确,异地管理方便等特点。
基于GPRS技术的远程无线自动电能抄表系统的设计
基于GPRS技术的远程无线自动电能抄表系统的设计我国现代化建设事业的高速发展推动了企业数量的快速增长,对能源特别是电能的需求也越来越大,同时使得电力部门的电能表抄表的工作量和工作强度大大地增加。
为了从根本上克服传统人工抄表模式的弊端,各国都纷纷研究远程自动抄表技术并且取得了巨大的成功。
自动抄表技术(Automatic Meter Reading)是利用单片机等控制单元将数据采集、传输和处理应用于自来水、电力、煤气(以下简称“三表”)供应与管理系统中的一项新技术。
我国对自动抄表技术的研究起步比较晚,但是发展很快。
随着对自来水、电力、煤气供应管理方式改革的不断深化和行业自动化推进速度的不断加快,对远程智能抄表技术的研究在不久的将来必会成为热点。
电子技术、纳米级的IC制造技术、无线网络技术和嵌入式操作系统等嵌入式技术快速发展,并且已经广泛地应用到仪器仪表、汽车电子、消费电子、网络设备、移动计算存储等领域。
伴随着这些新技术的发展,出现了一种新型的无线网络——通用分组无线业务(General Packet RadioService,简称为GPRS)网络。
GPRS网络作为新的通讯方式,具有实时在线、高速传输、快速登陆、按流量收费、支持IP协议和X.25协议等优点。
利用GPRS进行远程自动抄表使得抄表变得更加快捷、高效。
在此背景下,本文提出并设计了基于GPRS网络技术的远程自动抄表系统。
本系统采用TI公司的数字模拟混合信号处理器MSP430F149和SIMCOM公司生产的SIM300C型号的GPRS模块作为硬件平台。
利用RS485串行通讯接口采集多功能电能表各电表参数,然后通过GPRS网络把采集到的各种数据传输到远程管理计算机并存储,以此实现电能表的远程抄表。
文中,首先介绍了当前国内外自动抄表技术发展的现状,并分析了几种广泛使用的自动抄表系统的原理及系统组成,介绍了不同的数据传输通讯方式的优缺点,GPRS网络原理和结构;然后详细介绍了基于GPRS网络技术的远程自动抄表系统的硬件方案和设计电路;最后详细介绍了抄表终端的软件实现和服务器管理软件的设计。
基于GPRS的智能自动远程抄表监测系统的设计
基于GPRS的智能自动远程抄表监测系统的设计一、研究内容：传统的入户抄表不仅给用户带来不便，还会浪费大量的人力资源，同时造成收费难、用户用电的监测和管理不便的问题。
因此智能自动的远程抄表和安全监控成为行业发展的方向。
本文研究的基于GPRS公网平台的智能自动抄表监测系统主要包括智能抄表终端、基于GPRS的数据传输中继和监控中心三部分模块，各模块拟研究实现功能如下：1、智能抄表终端：自动完成对计量点端电能表数据的高精度采集、存储（数据掉电不失）；将能够作为电费结算依据的采集数据打包通过电力载波调制的方式送到数据传输中继，实现抄表数据上报功能。
同时，本抄表终端将自动接收和执行通过数据传输中继来自监控中心的即时抄表、断电（开关刀闸）等命令。
另外，终端提供无线遥控电表校正、用户用电状态显示等功能。
2、数据传输中继：主要实现智能抄表终端和监控中心间数据的高速高效传输。
智能抄表终端通过电力载波FSK调制的形式实现与数据传输中继的数据交换；通过GPRS服务，数据传输中继设备可采用互联网Internet的标准方式与监控中心的互联网服务器实现数据互换。
3、监控中心：主要由基于计算机系统的监测系统软件组成，主要实现对抄表数据的数据库管理、用户用电的远程监测和控制等功能。
中心软件提供对各抄表计量点的初始化、电表轮换、即时抄表、定时抄表时间设定、定时上报时间设定；中心软件具有完善的电能表底数及换表管理，并具有自动月结统计、报表打印功能；可任意选择设定电网各线路的线损、线损率、回收率、母线平衡度的组合方案，系统自动按设定方案计算生成分析报表；负控数据接口、电费数据库接口、电网线损及母线平衡度自动计算；各种图表、曲线显示，电量、异常等报表分析，完善的日志、密码管理；用户可随时通过计算机终端上网浏览抄表数据、电网线损率、母线平衡度、用电异常、三相电的失压时间、失流时间、换表记录等相关信息。
中心软件可以设置手动或自动发出抄表、停电等命令。
基于GPRS的远程抄表管理系统设计分析
基于GPRS的远程抄表管理系统设计分析摘要：电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节，而传统的电量结算是依靠人工定期到现场抄取数据的，在实时性、准确性和应用性等方面都存在诸多不足之处。
基于GPRS 与物联网技术实现远程智能抄表系统，采集终端的上行通信采用ZigBee 无线传感器网络技术，通过网络与数据集中器进行数据交互实现电表数据的远传。
系统具有水、电、气等资源的自动计量、收费及实时监控等功能，能准确实现用户数据的采集、存储、显示和传输，运行可靠，具有很方便、实用的使用价值。
关键词：GPRS远程抄表监控系统设计Abstract: electric power measure modern electric power marketing system is one of the important links, and traditional power settlement is regularly to the site on artificial copy of the data in real time and accuracy and applied, there are many disadvantages. Based on GPRS and things networking technologies to realize the remote intelligent meter reading system, acquisition terminal uplink system USES the wireless sensor network technology ZigBee, through the network and data concentrator (interactive data of the electric meter data is realized. The system has water, electricity, gas and other resources to be automatic measurement, the charge and real-time monitoring of function, can accurate realization of user data acquisition, storage, display and transmission, reliable operation, and has a convenient and practical use value.Keywords: GPRS long-distance meter reading monitoring system design现代家庭中水、电、气表俗称“三表”。
基于GPRS的远程智能抄表系统
摘要电能是现今社会最为广泛使用的一种能源，影响着国民经济增长和人民生活水平的提高。
随着我国经济的高速发展，电力行业也得到了迅猛发展。
在行业高速发展的同时，也对配网调度和供用电管理自动化提出了新的要求。
然而，在当前国内电能计量管理中，尤其对于数量巨大的一户一表客户的管理，自动化水平仍然较低。
传统的人工抄表方式工作效率低、误差大，更不能对电网故障进行紧急响应。
因此，提高供电质量和可靠性，实施高效准确的电能表数据抄收方式已是当务之急。
随着通信信息技术的发展，以及前人致力于电网管理自动化所做出的不懈努力，为改变上述情况提供了强大的技术支持。
所以我设计了一种利用GPRS技术进行无线通信的嵌入式系统来完成智能抄表系统。
本文首先介绍了远程抄表系统的相关发展背景，现有产品和技术的特点；在考虑性能和稳定性的前提下根据本设计的要求选择了Philips公司的LPC2138作为主控芯片、Siemens公司的MC55作为GPRS通信模块；接下来对基于GPRS通信方式的抄表系统的整体设计思路进行了讨论，分析了目前比较常见的几种远程抄表方式；然后在对现有不同方案比较之下，分析了本文所述系统的整体实施方案，并着重阐述了系统软件设计思路和实现；最后对本系统发展前景进行了展望。
关键词：远程抄表，GPRS，MC55，嵌入式系统ABSTRACTElectricity is wildly used by society,and it influences all fields of the social economy and the life of people.Electric power industry has been developing rapidly with the fast development of economy.But the current level of the automatic management in electric network is low,especially in numerous users system.The traditional manpower reading mode,which can not response to emergence immediately,is inefficient and has many errors.So it is urgent to improve the quality and security of power supply,and to realize the high effect and exact reading system.The new request is realization of automatic attempering and management in the electric network.In order to resolve the problems,it is necessary to resort to the embedded system based on GPRS communication technology.The frame of this thesis is arranged as follows:Firstly it introduces the definition of administration of electric power management and relative background of development,and the characteristics of current technology and products. In considering the performance and stability under the premise of the design requirements，we choose the Philips company's LPC2138 as the master chip and the Siemens company's MC55 as GPRS communication module.Secondly introduces the whole design of the electric power management system based on GPRS and embedded technology.thirdly analyzes the functions of the system,and introduces the software realization of every part such as client computer,service computer,and reading terminal.Finally summarizes the system based on GPRS in the thesis,and describes the trend of the system.KEY WORDS: Remote meter reading,GPRS,MC55,Embedded system目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章概述 (1)1.1论文研究的背景 (1)1.2国内外远程抄表系统的发展概况 (1)1.2.1国外自动抄表技术的发展 (2)1.2.2国内自动抄表技术的发展 (2)1.3本论文研究内容及章节安排 (3)第2章基于GPRS的远程抄表系统总体设计 (4)2.1设计方案论述与选择 (4)2.1.1方案论述 (4)2.1.2方案选择 (5)2.2 GPRS通讯技术介绍 (6)2.2.1 GPRS的网络结构 (6)2.2.2 GPRS技术优势 (7)2.3无线抄表系统的总体设计方案 (8)2.3.1系统框图及工作原理 (8)2.3.2 GPRS通讯的传输层协议选择 (9)2.3.3 GPRS通讯模式选择 (12)2.3.4系统设计要求 (15)2.4本章小结 (15)第3章系统的硬件设计 (17)3.1终端系统结构 (17)3.2 ARM控制单元及相关外围电路 (18)3.2.1 ARM控制单元 (18)3.2.2电源监控及复位电路 (19)3.2.3 JTAG接口电路 (19)3.2.4时钟电路 (20)3.3人机接口电路 (21)3.4电源电路设计 (21)3.5 RS-485电路 (22)3.6 GPRS通信模块 (24)3.6.1 GPRS模块选型 (24)3.6.2 GPRS模块主要性能简介 (25)3.6.3 SIM卡接口电路 (25)3.7本章小结 (26)第4章系统的软件设计 (27)4.1终端软件的设计思路 (27)4.2上电初始化模块 (30)4.3 RS-485通信模块 (31)4.4 GPRS通信模块 (32)4.4.1 AT命令简介 (32)4.4.2 AT指令控制流程 (32)4.4.3 GPRS通信流程 (34)4.5本章小结 (34)第5章总结与展望 (35)5.1本文总结 (35)5.2研究展望 (35)5.3本章小结 (36)参考文献 (37)致谢 (39)第1章概述1.1论文研究的背景电力作为当前最主要的工业能源，在现代工业企业和家庭居民生活中具有举足轻重的作用。
基于GPRS的远程抄表系统设计与实现
据传输 ，键盘 和液晶显示 电路提供对 外开放 的接 口可以及时
修改参数 和查 看数据 ，数 据存储器 电路不仅 暂时存储 电能表 采集 过来 的数 据 ，而还存放 每个水表地 址和集 中控制器 的地 址参数 、系统 配置 、采样时 间等重要 数据 ，Ｒ 一 ３ Ｓ ２ ２计算机接
代 表如 Ｓ ｎ ｒ ｓｏ 司的 Ｇ ４ ，Ｍｏｏ ｌ ８等 。这 ｏｙＥ ｃｓｎ公 ｉ Ｒ７ ｔｒ ａＧ１ ｏ
目前具 有 Ｇ Ｒ 通信 功能的模块和终端有很 多。Ｇ Ｒ ＰＳ Ｐ Ｓ模 块 总体上可 以分为两类 ：通 用 的 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ模块 和 内置 Ｔ ＰＩ Ｃ／ Ｐ协 议栈 的 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ模块。 （）通用的 Ｇ Ｒ 模块 １ ＰＳ
代表 为 Ｓ ｍ ｎ 公 司的 Ｍ ３， ｎ ｒｓ ｎ 司的 Ｇ ４， ｉ ｅｓ ｅ Ｃ ５ ｏｙＥ ｃｓ 公 Ｓ ｉ ｏ Ｍ７
无线分组交换 技术 ，提供端到端 的、广域 的无线 Ｉ Ｐ连接 ，提 供主站与集中控制器 的通信连接。 ４ ５总线 ：利用 Ｒ ４ ５通讯信道或电力线载波信道实现集 ８ Ｓ８ 中控制器与采集器 的数据传送。 集 中控制 器 ：抄 收采集器 内部 的各 种仪表数 据 ，并 通过 ＧＲ Ｐ Ｓ网络将数据上报给计算机主站 。 采集器 ：实现用户仪表数据的采集 。
Ｋｅ ｒ ｓ ｍｂ ｄ ｅ ｙ ｔｍ ； Ｐ ； ｔｍａｉ ｔ ｒＲ ａ ｉ ｇ； Ｍ ｙ ｗｏ ｄ ：ｅ ｅ ｄ ｄ ｓ ｓｅ Ｇ ＲＳ Ａｕ ｏ ｔ Ｍｅ ｅ ｅ ｄ ｎ ｃ ＡＲ
１ ＧＲ Ｐ Ｓ技 术
Ｇ Ｒ 技 术是第二代移动通信 技术 ｆＳ ＰＳ Ｇ Ｍ技术）向第三代
进行分析结果展现 ，提供用户对系统实现操作和控制。
（ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｏ ｒＥ ｇｎ ｅ ｎ Ｇｕ ｎ ｘ ｄ ａ ｌ ｎ ＥｌｃｒｃＰ ｌｔｃ ｎｃ， ｎ ｉｇ ３ ０ ３） Ｄｅ ａｔ ｎ ｆＰ ｗｅ ｎ ｉｅｒ ｇ， ａ ｇ ｉ ｉ Ｈｙ ｒｕｉ ａ ｄ ｅ ｔ ｏｙｅ ｈ ｉ Ｎａ ｎｎ ５ ０ ２ ｃ ｉ
GPRS无线远程集中抄表系统设计方案
GPRSc线远程集中抄表系统设计方案前沿科技、概述《GPR无线远程集中抄表系统》是利用中国移动提供的GPR无线数传业务，结合当前供电部门的实际情况开发的远程自动集中抄表分析系统。
由于它施工简便，远行成本低廉，性能可靠，自动化程度高，投资回报快，深受广大用户欢迎。
它是实现抄表自动化的发展趋势，必将代替传统的工作效率低下的手工抄表。
采用该集中抄表系统和采用传统的手工抄表相比有很多优势：第一，工作效率上得到极大的提高。
集中抄表系统可实现每小时上报定点抄表数据，并且能保证数据准确、可靠，因为它采用了多种校验算法。
同时它给数据分析提供了前提和基础。
这是手工抄表无法实现的，手工抄表不仅周期长，抄表时一致性差，抄表数据的准确性较差（人工抄录经常会出现笔误），不能确保每次都能给数据分析提供可靠、准确的基础数据。
第二，在数据分析方面可以达到一个崭新的水平，可每小时自动计算输入输出线路的线损率，并考核各计量装置（电能表）是否走字异常。
及时发现故障及时排除，可最大限度减少因故障造成的损失。
它的使用彻底解决了人工抄表时，工作效率低、人力物力消耗量大、电量考核滞后等弊病。
第三，在线损率、用户的用电量出现异常时，该系统具有自动分析报警功能，这可及时发现非法用电和盗窃电等情况，以便及时采取措施杜绝此类现象发生。
第四，该系统的运行成本很低，每个计量点平均按40 块表计算，每一小时定时上报一次抄表数据（总、峰、平、谷电量和A、B、C相的累计缺相时间），每天的数据传输量为48KB（2KB/h*24h=48KB）,每个计量点每月的数据传输量为1440KB（48KB 天*30天/月）,其传输费用为24.2元（按天津中国移动轻松卡GPRS 的第二种收费方式计算，20 元+4.2 元）。
因此，该抄表系统可见少大量的抄表费用（如，可大大减少手工抄表时所用的人力物力，出车等费用等）。
二、系统设计构想1、系统组成（远程抄表系统示意图）本系统包括GPRS6线远程集中抄表部分和用电分析部分(1) GPR无线远程集中抄表系统该系统包括GPRS6线远程集中抄表中心和GPRS6线集抄终端两部分，如图1所示。
基于GPRS的远程自动抄表系统的规划与研究
基于GPRS勺远程自动抄表系统的规划与研究自动抄表系统（AMRS主要完成数据的抄取和传输,是数据传输系统中最核心的部分, 给水、电、气管理的自动化带来了极大的便利。
而无线数据传输以其建设成本低, 传输速率高等特点越来越受到人们的重视, 已成为有线数据传输的有效补充。
本文针对自动抄表系统中的数据通讯问题,规划和研究了基于GPRS勺远程
无线自动抄表系统。
本文通过方案对比以及系统的需求和功能分析, 选择了适合自动抄表要求的底层RS-485总线和上层GPRSS信方案。
底层通信方面，设计了采集器与电能表之间通过RS-485总线方式通信；上层通信方面,设计了集中器的GPRSJ式通信。
本文选择GPRSg块MC55和单片机MSP430F14构成集中器的硬件,通过TCP/IP及GPRS^络协议,实现了远程监控中心对数据采集点数据的自动抄录, 并具功耗低、成本低、实现简单、可升级、易扩展等特点。
基于GPRS的远程抄表的设计与研究
传 统 人 力 抄 表 和 数 据 分 析 系 统 的 局 诞 生 。 自动 抄表 ， 简称 Ａ ＭＲ（ ｔ ｍａ ｉ Ｍｅ Ａｕ Ｏ ｔｏ ｔ 限 ， 使人 们 寻 找 一 种 高 效 率 、 可 靠 性 的 ｅ Ｒｅ ｄ ｎ ）是 利 用 电子 技 术、 感 器技 术 、 迫 高 ｒ ａ ｉｇ ， 传
ＧＰＲＳ网络 ， 向数 据 服 务 中 心 进 行 注 册 并
连 接 。 果 没 有 数 据 传 输 时 可 以 进 入 休 眠 如 状 态 ， 旦 有 数 据 需 要 发 送 或 收 到 中 心 呼 一
叫 （ 过 短 信 或 电 路 ） 便 重 新 登 陆 数 据 通 时
服 务中心 ， 行数据 传输 。 Ｓ 进 Ｇ Ｍ短 信 作 为
判 定 可疑 漏 、 电用 户 所 在 区域 。 窃 因此 自２ ０ 子 式 电 能 表 ， 到 现 在 自动 化远 程 抄 表 的 直 抄 表 系 统（ ＡＭＲＳ） 不需 要 人 员到 现 场 ， 是 就
２ 远程抄 表的集 中器设计
２ １ 集 中器 的硬 件设计 ． 集 中 器 是 指 收 集 各 采 集 终 端 或 多 功 能
过 来 的 各种 指 令 并 加 以 筛 选 、 别 ， 判 将有 效
指 令 发 送 到相 应 的 采 集 器 中 ； 受 监 控 终 接
端 采 集 器 发送 过 来的 数 据 并 发送 给 数 据 服 务 中心 。 个集 中器 可 以 有Ｎ（ －５ ） 采集 一 ２ ６个 器 与之 相 连 ， 接 方 式 可 以 采 用ＲＳ ８ 总 连 －４ ５ 线 或 低 压 电力 线 载 波 方 式 。 集 中 器 还 存 储 与 数 据 服 务 中 心 联 内 图１Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ无线数 据传 输方 案 网 的 各种 参 数 ， ： 如 中心 的 Ｉ 址 、 务 端 Ｐ地 服 口 等 。 中 器 一 加 电 便 自 动 运 行 ， 索 集 搜
基于GPRS网络的远程抄表系统设计与实现
基于GPRS网络的远程抄表系统设计与实现I. 前言随着社会的不断发展和进步，传统的手工计量方式已经逐渐不能满足大规模用能计量需求和自动化计量的发展要求。
因此，远程抄表系统应运而生。
远程抄表系统是一种基于无线网络的自动化计量方式，它不仅能够提高计量效率，还能够减少人力成本和错误率。
II. 系统设计1. 系统架构远程抄表系统由集中管理服务器、GPRS网络、中心处理器和各个客户端组成。
其中，集中管理服务器作为系统的中心，用来管理所有的客户端数据；GPRS网络负责数据的传输；中心处理器用来处理数据的加工和分析；而各个客户端则是用来采集数据的。
2. 技术实现（1）数据采集系统通过各个客户端实时采集数据，包括用电量、用水量、用气量等，然后将数据传输到中心服务器；（2）数据传输系统采用GPRS网络作为数据传输的方式，将数据从客户端传输到中心服务器，并且数据传输可以达到实时性，从而实现对数据的即时把握；（3）数据处理与存储服务器将采集的数据进行加工处理，通过特定的算法进行数据分析和处理，并将处理后的数据进行存储，从而实现对数据的分析、查询和同步操作；（4）系统管理通过集中管理服务器对远程抄表系统进行维护和管理，包括系统升级、数据备份和用户权限管理等，保证系统的安全性和可靠性；（5）报表输出系统可以根据用户需求，生成各种格式的用能报表，方便用户对用能情况进行分析和管理。
III. 系统实现1. 软件设计（1）界面设计远程抄表系统的界面设计需要方便用户操作，同时又保证了功能的完整性。
系统设计采用了Web界面，使得用户可以方便地使用系统；（2）数据处理采用Linux编译平台，使用MySQL数据库作为数据存储后台，实现对数据的快速访问和管理，以及保证数据的准确性；（3）WEB应用使用PHP技术开发Web应用程序，实现用户对系统的各种操作和功能，从而实现对系统的全面控制。
2. 硬件设计（1）GPRS无线模块GPRS无线模块用于数据的无线传输，采用SIMCOM公司的SIM900 GSM/GPRS无线模块，可支持TCP/IP协议；（2）单片机在所有的客户端中，采用ATMEL公司推出的单片机，可支持GPRS无线模块的通信以及数据的采集和处理；（3）传感器各个客户端使用不同的传感器进行数据的采集，如电表、水表、气表等，它们可以将数据发送到单片机。
基于蓝牙与GPRS无线远程抄表的设计
第34卷第9期应用科技Vol .34,№.92007年9月App lied Science and Technol ogySep.2007文章编号:1009-671X (2007)09-0050-04基于蓝牙与GPRS 无线远程抄表的设计李志军,隋晓红,史健婷,刘付刚(黑龙江科技学院计算机与信息工程学院,黑龙江哈尔滨150027)摘 要:指出了目前无线远程抄表系统几种实现方式的缺点,提出一种基于蓝牙技术和GPRS 技术实现的远程无线抄表系统并且给出了系统总体结构,说明了各个模块的功能及作用,最后详细介绍了软、硬件的设计实现.关键词:蓝牙技术;无线抄表;无线通信;GPRS (通用无线分组业务)中图分类号:T N47 文献标识码:ADesi gn of wi reless re mote meter readi n g based on bluetooth and GPRSL I Zhi 2jun,S U I Xiao 2hong,SH I J ian 2ting,L I U Fu 2gang(College of Computer and I nf or mati on Engineering,Heil ongjiang University of Science and Technol ogy,Harbin 150027,China )Abstract:The disadvantages of current available wireless re mote meter reading syste m s in i m p le mentati on modes were pointed out .A re mote wireless meter reading syste m based on bluet ooth and GPRS technol ogies was p r oposed .The general syste matic configurati on was given .The functi ons of vari ousmoduleswere described .Finally the design and i m p le mentati on of s oft w are and hardware were intr oduced in detail .Keywords:bluet ooth technol ogy;wireless meter reading;wireless communicati on;GPRS收稿日期:2007-05-08.基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究基金资助项目(11511348).作者简介:李志军(1973-),男,讲师,工学硕士,主要研究方向:无线通信、嵌入式系统、软件无线电,E 2mail:zhijun_dl@. 我国在20世纪80年代初开始研究远程自动抄表系统,近年来,形成了多种自动化抄表方式并存的格局.目前对于无线抄表系统的设计方案主要有以下几种:1)完全基于GPRS 技术实现,但这种方案设计成本较高;2)掌上机抄表方案只能实现半自动化,不能实现远程通信;3)低压电力线载波抄表方案易受外界干扰,抗干扰性较差;4)采用电话线和调制解调器传送数据和控制信号的方案,其维护成本高,扩展性能差,且MODE M 长时间带电,易出现不稳定的情况.针对以上各种抄表方式的缺陷,文中提出了基于蓝牙与GPRS 技术的无线远程抄表设计方案.将蓝牙技术应用到无线抄表系统中是蓝牙技术的又一崭新应用,在该系统中,抄表自动完成,免去了人工操作,数据的无线传输采用蓝牙与GPRS 技术,省去了布线的麻烦.1 蓝牙与GPRS 技术概述蓝牙(bluet ooth )技术是一种近距离无线通信的标准,可以实现多种智能设备的无线互连,支持数据传输和语音通讯,已成为世界上人们普遍关注的热门通信技术.蓝牙使用2.4GHz I S M (工业、科学、医疗)全球通自由波段,最高数据传输速率1MB /s,传输距离为10m ,在增加发射功率的情况下,可达到100m[1].蓝牙技术与其他类似技术相比较,更具有低成本、低功耗、体积小、点对多点连接、语音与数据混合传输以及高抗干扰能力等优点[2-3].GPRS (general packet radi o service )为通用无线分组业务,是一种基于GS M 系统的无线分组交换技术,提供端到端的、广域的无线I P 连接.作为一种新的无线数据传输技术被广泛地应用到各种领域,特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输,同时也适用于偶尔的大量数据传输.文中详细介绍了利用ROK101007蓝牙芯片、C8051F020单片机和GPRS 模块设计的一套无线远程抄表系统,本系统扩展了蓝牙技术应用范围,同时也提出了一种在现有设备上增添蓝牙技术实现无线通信的思路,对于关键的技术细节给予了详细说明.2 系统设计系统组成:内部嵌有蓝牙适配器的全电子式电度表计;集抄中心模块(GPRS 模块与蓝牙模块合二为一);GPRS 网络;I nternet 数据网和系统调度端.系统的组成结构如图1所示.图1 远程无线抄表系统网络结构图 工作原理:整个工作过程分为上行和下行2个过程.上行的工作过程:表计内部的蓝牙模块通过表计的RS232或RS485接口与表计进行数据通信,将表计的数据进行相应的处理后,发送到集抄中心,集抄中心将发送来的数据接收,还原为表计的初始数据格式,通过GPRS 模块将数据发送到GPRS 网络.系统调度端可通过I nternet 数据网取得现场的实时数据,进行各种数据分析和报表输出,并提示异常情况,为经营管理提供科学数据依据.下行的工作过程:GPRS 模块接收到调度端的命令,通过集抄中心的蓝牙模块以广播的形式发送到微微网的各个从设备,相应的从设备接收到指令后开始执行指令所要求的功能.3 系统硬件设计图2 无线抄表终端框图本系统设计重点是表计中内嵌的蓝牙适配器和集抄中心模块.蓝牙适配器硬件电路主要由2个模块组成:单片机控制模块和蓝牙模块,其中单片机控制模块包括C8051F020芯片和信号灯系统,红色信号灯为电源指示灯,绿色信号灯为建立连接指示灯,软件编程实现ROK101007初始设置、系统的初始化.单片机通过串口与ROK101007连接.系统硬件实现电路如图2所示.3.1 全电子式电度表计可以采用全电子式电度表计,这种表具有RS232和RS485串行数据通讯接口.在表计中内嵌的蓝牙适配器使用RS232或RS485接口和全电子式电度表计相连,表计内部具有地址码,在系统中通过地址码区分来自不同表计的数据.3.2 集抄中心集抄中心硬件电路主要由3个模块组成:蓝牙模块、GPRS 模块和单片机控制模块,硬件实现电路如图3所示.集抄中心上行通过GPRS 与调度端通信,下行通过蓝牙模块与表计通信.集抄中心蓝牙模块在微微网中作为主设备,可以和7个带有蓝牙模块的表计建立链接.蓝牙模块自动完成组网、密钥认证、建立链接,进行数据的透明传输.如果蓝牙设备连接意外断开,如断电或距离拉远,当重新上电进入合适距离后能自动完成连接,继续数据的透明传输.・15・第9期李志军,等:基于蓝牙与GPRS 无线远程抄表的设计图3 集抄中心模块框图在集抄中心模块中单片机起着很重要的作用,基于综合性能和价格以及技术熟悉程度多方面的考虑,选择CYG NAL公司的C8051F020单片机,通过串行接口与GPRS模块进行数据通信,完成数据的发送或接收.具体完成功能为一方面负责终端采集数据的接收以及对终端设备的控制信号传输;另一方面负责将收到的数据进行打包,通过串口GPRS模块进行Socket通信.3.3 GPRS模块目前,用于工业系统的GPRS数据传输模块不是很多,市场上关于GPRS的应用主要是西门子的MC35模块,该模块结合语音、数据传输及Fax等功能,最大传输速率可达85.6kbp s,并集成天线、RF、Base band、快闪内存等组件,并以40个p in脚外接,支持RS-232等.根据系统要求及性能价格比,在本系统中,GPRS模块选用MC35.MC35的工作温度范围满足一般情况下工业现场的要求,而且尺寸小,易于集成.在与远程控制端的通信上可以用短信通信以及语音通信作为备用.当GPRS网络出现问题时,语音通信可用做报警,因为语音有着直接可靠的优点,能够保证报警及时得到应答.3.4 ROK101007蓝牙模块蓝牙模块包括爱立信点对多点蓝牙芯片和倒F 天线,其中芯片实现蓝牙通信的核心功能.蓝牙模块采用爱立信公司生产的蓝牙双芯片模块ROK101 007,该模块遵从蓝牙1.1规范,是一个能在各种智能设备中实现蓝牙功能的近距离范围内通讯的模块,包括3个主要部分:基带控制器、快闪存储器和工作在I S M波段的无线收发部分,集成了HC I层的基本蓝牙软件,只要加上天线即可实现蓝牙方案.作为一个通用产品,它可应用在各种不同类型的需求中.该模块同时支持语音和数据传送,通信和数据可以通过高速US B(universal serial bus)口、UART接口引出.图4是蓝牙模块的外围电路实现.图4 蓝牙模块电路图4 系统软件设计蓝牙技术标准定义了主机控制器接口HC I(host contr oller interface),对于蓝牙的访问必须通过HC I来完成[4].软件上除了要在单片机上完成数据采集的部分程序外,上电时还应该初始化蓝牙模块,使模块能够在其有效范围内被搜索连接.软件设计采用直接对HC I层进行编程.由主机通过主控制器接口给主控制器发指令,HC I收到命令后,会向下传递到LM层,由LM负责链路的建立、加密和鉴权,完成建立ACL链接;主机接收HC I发来的事件包,根据具体的事件采取相应的处・25・应 用 科 技 第34卷理[5].软件工作流程:1)集抄中心模块和终端蓝牙适配器可组成1点对7点的微微网.集抄中心模块软件流程如图5所示.集抄中心模块为微微网中的主设备,终端蓝牙适配器为微微网中的从设备,由主设备发起建立连接,主、从设备第一次建立连接时,主设备查到从设备的蓝牙设备地址,然后发起建立连接指令,当终端绿色信号灯闪烁时,表明主、从设备已经建立好连接;当2者之间的链接断开时,主设备产生链接断开事件,通知主、从设备ACL 链路已经断开,这时绿色信号灯常亮.图5 集抄中心模块软件流程图图6 终端蓝牙适配器软件流程图 2)终端蓝牙适配器软件流程如图6所示.首先初始化蓝牙模块,终端蓝牙适配器作为从设备等待集抄中心模块(主设备)发起建立连接,ACL 链路建立成功后,接收表计发来的数据,经过数据格式处理,通过蓝牙模块透明发送给集抄中心模块.5 结束语对于用电大户和发电厂的配电室来说,由于表计数量多,通信的数据量大,可以采用多个集抄中心组建多个微微网,保证微微网内部的设备实时建立链接,这样就可确保数据传输的可靠性与实时性.文中详细介绍了基于蓝牙与GPRS 技术的无线远程抄表技术的实现,提出了在现有设备上实现无线通信的思路,对其他设计人员具有一定的借鉴意义.参考文献:[1]B luet ooth SI G .S pecificati on of the bluet ooth syste m [E B /OL ].htt p://www .bluet ooth .com,2007-05-08.[2]B luet ooth SI G .B luet ooth p r ot ocal architecture [E B /OL ].htt p://www .bluet ooth .com,2007-05-08.[3]KHAN J Y,WALL J,RASH I D M A.B luet ooth 2based wire 2less pers onal area net w ork f or multi m edia communicati on [J ].Electr onic Design,Test and App licati ons,2002,4(3):47-51.[4]郭宏博,张中兆.蓝牙语音适配器在家居环境的应用[J ].移动通信,2003,8:44-46.[5]王 浩,王 平.蓝牙HC I 层数据通讯的实现[J ].微电子学与计算机,2002,19(12):7-9.[责任编辑:张晓京]・35・第9期李志军,等:基于蓝牙与GPRS 无线远程抄表的设计。
基于GPRS的远程无线抄表系统的设计
关键 词 ： Ｒ ；２ ＧＰ Ｓ Ｊ ＭＥ； 线抄表 无
Ｋｅ ｒ ｓ ＧＰ ；２ ｙ ｗｏ ｄ ： ＲＳ Ｊ ＭＥ； ｉ ｌｓ ｔｒ ｅ ｄｎ ｗ ｒ ｅ ｓｍｅｅ ａ ｉｇ ｅ ｒ
中 图分 类 号 ：Ｍ９ ３ Ｔ ３
文 献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ６ ４ ｌ （０ ０）６ ０ ５ — １ １０ — ３ １２ １ ０ — ０ ３ ０
Ｔ６ Ｃ ５控制读 表动作 ， 以造成 了 所 中 国移 动 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ系统 可 提供 广 域 的无 线 Ｉ 接 。 在 移 动 通 信 切 换 状 态 过 程 中 数 据 的 不 稳 定 ， Ｐ连 公司的 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ业 务 平 台上 构 建 远程 抄 表 系 统 ， 现 测 量 仪 表 数 据 的 经 常被 其 它噪 声 干 扰 ， 以 必 须 实 所 第 无线 数 据 传 输 。 该 抄 表 方 式 具 有 可 充 分 利 用 现 有 网络 ， 短 建 设 周 对 电表 返 回 的数 据 进 行 校 验 ， 缩 期 ， 低 建 设成 本 的优 点 ， 且 设 备 安 装 方便 、 护 简 单 。 Ｐ Ｓ远 程 步 是 校 验 接 收 到 的 数 据 是 否 降 而 维 ＧＲ 抄表 方式 具 有 如 下 优 点 ： 完 整 ， 果 不 完 整 ， 要 判 断 所 如 需 １１实时性强 由于 Ｇ Ｒ ． Ｐ Ｓ具有 实时在 线特性 ， 系统无时延 ， 无 接 收 到 的信 息 是 否 包 含 完 整 的 需轮 询 就 可 以 同步 接 收 、 理 多个， 有 数据 采集 点 的数 据 。可很 好 数 据 区 ，第 二 步 是 利 用 Ｃ 处 所 Ｓ位 校 的满 足 系统 对 数 据 采 集 和 传 输 实 时 性 的 要 求 。 验 接 收 到 的数 据 是 否 准 确 。两 步 １ ＿ 对 电表 设 备 进 行 远 程 控 制 通 过 Ｇ Ｒ ２可 Ｐ Ｓ双 向系 统 还 可 实 现 校 验如 果通 过 则将 数 据 进行调 对 电表 设 备 进 行 远 程 控 制 ， 行 参 数 调 整 、 关 等 控 制 操作 。 进 开 整 并 存 入 相 应 的 数 组 对 象 ， 其 供 １ ． 设成 本低 由于采用 Ｇ Ｒ ３建 Ｐ Ｓ的无线公 网平 台 ，只需安 装 它线 程 调 用 。 好 设 备 就 可 以 ， 需要 为远 程 抄 表 进 行 专 门布 线 ， 期 投 资 少 、 效 不 前 见 在读表 线程 中， 由命 令数组 触发读 表事件 ， 命令 数组 中的数 快 ， 期升 级 、 护 成 本 低 。 后 维 其中添加 １４集 抄 范 围 广 Ｇ Ｒ ． Ｐ Ｓ网络 覆 盖 范 围 广 ， 无 线 Ｇ Ｍ Ｇ Ｒ 据是经过 处理 的命令 ， 在 Ｓ ／ Ｐ Ｓ网 便 络 的覆 盖 范 围 之 内 ， 可 以完 成 对 集 抄 的 控 制 和 管 理 。 且 ， 容 无 了触 发 读 表 事 件 的 线 程 信 息 ， 都 而 扩 限制 ， 入地 点无 限制 ， 满 足 山 区 、 接 能 乡镇 和 跨 地 区 的 接 入 需 求 。 于 读 表 线 程 在 读 表 结 束 后 返 回 ２ Ｇ ＰＲＳ 系 统 概 述 数 据 给调 用 线 程 。读 表 之前 必须 避 图 １ 读表流 程 Ｇ Ｒ （ ｅｅａ Ｐ ｃｅ Ｒ ｄｏＳ ｒｉ ） 用 无 线 分 组 业 务 ， 一 要 先 清 空 缓 冲 区数 据 ， 免 对 最 Ｐ Ｓ Ｇ ｎｒｌ ａｋｔ ａ ｉ ｅｖ ｅ 通 ｃ 是 种 基 于 Ｇ Ｍ 系统 的 无 线 分 组 交 换 技 术 ， Ｓ 提供 端 到 端 的 、 广域 的 无 线 终 数 据 造 成 影 响 ， 用 ｗ ｉ （ｎ ｖｉ ｂｅ ） ０） ａ Ｔ ｍ ＝ｎ ｅｄ ） 可 ｈｌ ｉ． ａｌ ｌ（！＝ ｒ ｄ ｅ ｐ ｉ．ａ （ ； ｅ ａ ａ ｅ ｒ 语 句 完 成 此 功 能 ， 总 线 数 据 为 空 ， 证 电表 ４ ５接 口切 换 到 使 保 ８ Ｉ 接 。 通 俗 地 讲 ， Ｐ Ｓ是 一 项 高 速 数 据 处理 的 技 术 ，方 法 是 以 Ｐ连 ＧＲ Ｓ８ 用 “ 组 ” 的形 式 传 送 资 料 到 用 户 手 上 ，用 户 上 网 可 以免 受 断 线 的痛 接 收 状 态 。 然 后切 换 模 块 的 Ｒ ４ ５接 口为 发送 状 态 ， 来 发送 读 表 分 苦｝ 香港作为第一个进行 Ｇ Ｒ １ ］ 。 Ｐ Ｓ实地 测试 的地 区， 己经取得 了良好 命令 ， 可用 Ａ Ｔ命 令来控制 ， Ｇ Ｉ 但 ＰＯ引脚必须先关 闭再开启才能改 的收 效 。使 用 了 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ后 ， 据 实 现 分 组 发送 和 接 收 ， 户 就 可 以总 变状 态 ，所 以 需 要 两 条命 令 ，即 Ａ ＇ ＰＮ Ｏ １ １ １ Ａ ＇Ｃ Ｉ ＝ 数 用 ＴＳ Ｉ－ ， ， ， 和 ＴＳ ＰＮ Ｃ 是 在 线 并 且 按流 量计 费 ， 速 降 低 了服 务成 本 。 Ｐ Ｓ的服 务 成 本 仅 １ １ １ １ 然后立 即发送命令来完成读 表 ， 控命令 必须 遵循（ 迅 ＧＲ ，， ， ， 表 多功 ， ８ 但 是 Ｃ Ｄ 电路 交换 数据 ， Ｓ（ 即通 常 说 的拨 号 数 据 ， 亚 ＷＡ 欧 Ｐ业 务 所 采 能 电能表通信规 约》 即以 ６ Ｈ开始 ， 为了唤醒某 些 电能表开始 接收数据 ， 可以在发送命 令前发送几 个 Ｆ Ｈ， Ｅ 发送完成 后应加一定 用 的承 载 方 式 ） 务成 本 的 十 分 之 一 。 服 ３ Ｃ６ Ｔ ５模 块 读 表 线 程 程 序 设 计 的延时 ， 保证数据传 输的有效性 ， 避免 由于切 换 ４ ５状态过 快使读 ８ ８ 同样 是 Ｔ６ Ｃ ５读表模块 负责监控命令 对象 ， 有表控 命令 ， 判断命令 表 数 据 发 送 不 完 整 。然 后再 将 模 块 ４ ５ 口切 换 回接 收状 态 ， 若 则 Ｔ １Ｓ ＰＮ＝ ， ， ， ＾ １ ＰＮ＝ 类型 ，并根据 多功能 电表通信 规约通过 串 口发送表控 命令 ，因为 通 过 两 条 Ａ 指 令 实 现 ， 即 Ａｒ Ｃ Ｉ ０ １ ｌ０和 Ａ Ｃ Ｉ Ｒ ２ ２是半双工 接 口， Ｓ３ 所以需要切换 接收状 态 ， 然后接 收 电表 返 回 １ １ １０ 切换 完成 即可开始接收数据 。 ，，，， ４ 小 结 的 数据 ， 到 相 应 的命 令 数 组 中 。 流程 如 图 １ 示 。 存 所 其 中 判 断 有 无 读 表 动 作 步 骤 ，为 了节 �
基于GPRS的远程自动抄表系统的设计
电测与仪表
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随着管理自动化水平的提高 " 物业部门对抄表系 统的要求也随之提高 " 他们需要快捷 % 方便 % 准确 % 廉 价地抄收用户的用电 % 用电等信息 # 目前抄表技术及 方式比较多 " 如人工抄读 % 无线载波 % 红外抄表 % 电话 有线抄表等等 # 而这些抄表方式在抗干扰 % 配电网络 及集成度高 % 范围广等方面存在弊端 # 近来随着移动 通讯技术的发展 " 使用公用无线信道的全球移动通信 系 统 &AD5"A’&_4’ DX61/8 T&2 5&_3’/ S&8879304^
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总第 !" 卷 第 !#$ 期
电测与仪表
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基于GPRS的远程无线自动抄表系统的设计
第一章绪论发展远程自动抄表的瓶颈之一是信号传输通道。
目前常见的光纤通信、无线通信、电话线网、点对点的红外线通信和低压电力载波等通信方式,无不受投资、维护、地理环境、无线信道、组网可靠性等因素的制约, 难以适用于点多面广的用户信息监测。
短消息SMS 的模式虽然具有覆盖面广、传输距离不受限制、不用自行组网、易于扩容、安装方便、投资省、免维护等优点, 但是短消息SMS的信道延时是不可预测的, 而且一个短消息能够包含的信息量非常有限, 一般只能有几十个字节。
在数据量很大的集中抄表系统中, 一个数据包往往要进行分组, 而且短消息延时比较大, 费用昂贵。
GPRS业务在具有上述优点的同时又解决了信道流量的问题, 在无线网络用电管理中广为采用。
它采用分组交换传输数据的高效率方式, 提供广域、无缝、直接的Internet无线IP连接。
每个用户可以同时占有多个无线信道, 大大提高了信息传输速率, 理论上可提供高达171.2kbit/s的传输率。
以GPRS为基础的无线数据应用为实现远距离的数据传输提供了一种新的技术手段。
第二章系统设计GPRS(General Packed Radio Service，通用分组无线业务)是一种采用分组交换的高效率数据传输方式，它克服了GSM 中电路变换速率低、资源利用率差等缺点，最大限度地利用了现有的GSM 网络资源，提高了传输速率。
GSM 网络的数据传输速率低于96 Kb／s，GPRS 网络理论上最大可以提供1712 Kb／s的传输速率．由于GPRS网络具有永远在线、快速登录、按流量计费、切换自如、高速传送、安全可靠等优点，所以由它来做技术支撑，可以用更加简单、低成本、安全可靠的方式构建远程监控网络，节省人力、物力，提高水文遥测监控的自动化水平。
GPRS技术的无线自动抄表系统在我们原有自动抄表系统的基础上改造过来的，原来的系统是在管理微机串口处外接一个R$232／485转换器，然后直接与图中的具有RS一485通信接口的采集器相连。
基于GPRS的智能电表远程抄表系统设计
基于GPRS的智能电表远程抄表系统设计本设计通过无线通信的方式，利用如今成熟的GPRS网络，设计出一套建设成本低，数据传输准确，适应复杂环境的GPRS远程复费率抄表系统。
该系统不仅能够解决人工抄表工作效率低、漏抄、估抄以及安全隐患等方面的问题，而且还能够改善电力部门的管理。
既节省了人力物力也提高了工作效率，为实现错峰电力调度提供实时的数据，同时为提高电能计量管理水平提供准确、高效、安全的数据信息。
整个系统包括两大部分，即楼宇电能信息采集系统和抄表管理中心系统。
其中楼宇电能信息采集系统是由智能电表和数据采集器两部分构成。
智能电表利用集电能数据采集模块ESP430和MCU于一体的单片电能采集芯片MSP430FE427为核心，并结合外围时钟模块DS1302、NE555构成的红外发射模块，SOTO1738构成的红外接收模块、MAX485构成的RS485通信模块、LCD1602构成的液晶显示模块以及电源模块实现对智能电表的设计，完成对有功电能数据的采集和复费率结算以及电能信息的显示和电能数据的传输。
数据采集器模块采用性价比较高的8位单片机AT89C55作为微处理器，并扩展外部存储器24LC08完成对采集参数和采集数据的存储和管理，利用实时时钟模块DS1302完成对电能表数据的定时抄收。
通过AT89C55内部定时器模拟串行接口，实现以RS485主从通信方式与多块电能表的组网。
通过AT89C55芯片固有的一个串行接口和GPRS DTU进行连接，将采集的电能数据通过GPRS网络发送到抄表管理中心。
抄表管理中心利用VISUAL BASIC语言开发，结合深圳宏电公司的GPRS DTU开发包，通过网络通信编程和ACCESS 数据库技术，实现对电能表和采集器的参数设置以及对电能数据的远程抄收和管理。
通过Agilent33220A函数发生器产生基准电能量信号，将采集得到的电能数据进行修正，修正后的有功电能量误差能控制在0.7%以内。
基于GPRS网络的远程抄表系统软件设计
基于GPRS网络的远程抄表系统软件设计
能耗管理逐步成为企业管理一项重要内容。
能耗管理首先需要能够全面、实时地获取能耗数据,为进一步采取节能措施奠定基础。
基于GPRS网络的远程抄表系统借助现场数据采集传输装置(RTU)和GPRS无线通信实现对广域范围内能耗的不间断采集。
系统需要实现长时间不间断工作,因此运行可靠性是系统一个非常重要的指标。
本文首先介绍了远程抄表系统的整体结构和组成模块,然后详细分析了GPRS网络的网络特性。
GPRS网络具有无连接、网络不稳定等特性,这些特性反映在网络参数会不断变化、服务器无法连接RTU,从而导致网络传输数据丢失。
本文在此分析基础上设计了一个简单的应用通信协议和相关通信约定,使得系统即使在出现上述网络通信异常时也能可靠传输数据或者从故障中快速恢复。
接着论文通过分析系统的功能需求和非功能需求(硬件资源限制等)设计出系统软件的整体模块结构,然后针对每个模块、具体的功能函数给出了详细的设计实现。
最后论文选择了一个重要模块给出了详细的单元测试设计,并且针对本文设计的应用通信协议给出了详细的黑盒测试方法。
基于蓝牙技术的GSM远程抄表系统设计与研究的开题报告
基于蓝牙技术的GSM远程抄表系统设计与研究的开题报告一、选题背景及意义目前，随着科技的发展和城市化进程的加快，城市供水、天然气等公用事业的建设和管理成为方兴未艾的行业。
在这些行业中，远程抄表系统的建设和全面推广已经成为了不可避免的趋势。
传统抄表系统的局限性在于，需要人工逐户上门抄表，并且数据收集、管理等工作效率低下。
而基于蓝牙技术的GSM远程抄表系统可以通过信号传输和数据处理实现自动化抄表，在提高工作效率和降低管理成本方面具有显著优势。
二、研究目的和内容本研究旨在利用蓝牙技术和GSM通信技术研发一款智能远程抄表系统，以实现对市民居民用水和用气量进行实时监测和统计。
具体研究内容包括：1. 设计并实现基于蓝牙技术的远程抄表设备，能够自动从水表和气表上读取数据并通过蓝牙传输至数据中心；2. 构建远程数据传输平台，用于接收远程抄表设备发送的数据并进行实时处理和记录；3. 设计用户端app，将实时数据以图表或表格形式呈现，使市民居民能够方便地查看并监测自己的用水和用气情况。
三、预期目标和成果本研究预期实现以下目标和成果：1. 成功研发基于蓝牙技术和GSM通信技术的远程抄表系统，具有高准确度和可靠性，能够有效降低人工抄表成本；2. 成功构建远程数据传输平台，并实现对数据的实时监控和记录；3. 成功设计用户端app，能够直观显示市民居民用水和用气数据，并提供数据分析和预测功能。
四、研究方法本研究主要采用以下研究方法：1. 文献调研：系统梳理现有远程抄表系统的发展历程和研究动态，为后续研究提供理论和实践依据。
2. 硬件设计：基于蓝牙技术和GSM通信技术设计并制作远程抄表设备，包括水表和气表的读数装置和数据传输装置。
3. 系统设计：搭建远程数据传输平台，使用云计算和物联网技术对数据进行存储和处理。
4. 软件开发：设计用户端app，能够与远程抄表设备和数据传输平台进行交互，并实现数据可视化和预测分析功能。
五、研究计划与进度安排1. 文献调研和具体方案拟定，预计2周时间，完成时间：2022年7月底；2. 硬件设计和制作，预计3个月时间，完成时间：2022年11月底；3. 系统设计和搭建，预计2个月时间，完成时间：2023年1月底；4. 软件开发和测试，预计3个月时间，完成时间：2023年4月底；5. 论文撰写，预计1个月时间，完成时间：2023年5月底。
基于GPRS的远程抄表系统软件的设计与实现
基于GPRS的远程抄表系统软件的设计与实现远程抄表系统在工业控制领域中有着十分重要的意义。
目前我国许多工业场合,尤其是对于一些分散的、无人值守的用电现场,需要对电量信息进行定时采集。
传统的抄表系统要么需要消耗大量的人力、物力,要么需要自己建设并维护有线或者无线通信网络。
采集数据的时间跨度大,采集数据的准确度低,不利于对用电信息进行统计分析和管理,为此本文提出了基于GPRS的远程抄表系统。
本文介绍了一个基于GPRS的远程抄表系统软件的设计与实现。
系统主要包括抄表终端、通信网络和数据中心三大部分,其中远程抄表终端采用以C8051F
单片机和PTM100GPRS模块为核心的硬件平台,通信网络采用GPRS无线通信网络,系统的功能是通过抄表终端软件和数据中心软件实现。
远程抄表终端遵循DL/T645通讯规约,实时准确的抄读电能表数据并通过GPRS模块传输到远端数据中心。
数据中心实时的接收数据,并提供数据监测、趋势曲线、报表生成、系统管理等服务。
在保证远程抄表的实时性和准确性的同时,也可以为用电信息的统计分析和管理提供数据支持。
本文首先介绍了系统的开发背景和相关技术,然后根据系统分析给出了系统的总体设计,然后分别对抄表终端、通信网络和数据中心进行系统设计,其中包括抄表终端硬件平台结构和软件的设计、网络方案的选择、数据中心软件架构和功能设计等。
然后重点介绍了抄表终端软件和数据中心软件的实现,按照系统设计中功能模块的划分,详细描述各部分的实现及其中使用的关键技术。
然后,本文对系统进行了测试。
最后本文对所做工作进行总结,并对系统下一步工作进行了展望。
基于蓝牙通信的移动抄表终端的设计
现信息化、防伪防窃电管理。
因此，移动抄表终端的硬件电路由电源模块、蓝牙模块、红外模块、RS485模块、高频RFID（13.56MHz）模块和超高频RFID（860~960MHz）模块6个部分组成。
图2为移动抄表终端的系统构成图。
1.1 电源模块电源模块的作用是为系统提供稳定的+5V和+3.3V的直流电压，图3为产生+5V、+3.3V直流电压和锂电池充电管理的电路图。
器，为1A通过R44+0.81V~+14V=49.9K为1%系统的蓝牙模块高频+3.3V高频模块采用1.2 主控芯片控制模块图1 移动抄表系统整体结构图图2 移动抄表终端的系统构成图电路。
RS485模块的工作电压为+3.3V，电源通过Q5实现控制，Q5是P沟道MOS管SI2301DS。
采用隔离芯片能有效的抑制高共模电压，但总线上还会存在浪涌冲击、电源线与485线短路、雷击等潜在危害，需要在VA、VB上各串一个PTC电阻，在VA、VB 端接双向TVS管等保护措施。
故F5、F6选用MF-R075的PTC自恢复保护丝，其维持电流为750mA，跳闸电流为1.5A。
VD6选用双向瞬态抑制二极管SMBJ6.8CA，二极管的击穿电压为6.45V，反向关断电压为5.8V。
RS485通信为差分信号传输，为消除在通信电缆中信号反射在通信过程中，在RS485通信终端加偏置电阻R36的方法减弱反射信号对通信的影响，R36的具体阻值需要根据实际线路进行调试确认。
1.5 红外模块图7是红外模块的通信电路。
移动抄表终端的红外模块电源通过P沟道MOS管Q4实现控制。
红外接收器U6是AT138RV3，它的工作电压是+5V，而单片机是+3V系统，故采用R31、R32分压方式实现单片机数据接收采样，R31=30k，R32=58k。
红外发射器HL5采用AT205B，抄表要求红图3 电源模块管理电路图4 主控芯片控制电路图5 蓝牙接口模块电路在天线的匹配中为保证产生一个尽可能强的电磁场，天线的输出能量=0.1μF，C1=0.1R2=5.1k。
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标 准 ， 以实现 多种智 能设 备 的无线 互连 ， 可 支持 数据
计 成本 较 高 ； ） 上 机 抄 表 方 案 只 能 实 现 半 自动 ２掌 化 ， 能实 现 远 程 通 信 ； ） 压 电力 线 载 波 抄 表 方 不 ３低
案 易受外 界 干 扰 ， 干 扰 性 较 差 ； ） 用 电话 线 和 抗 ４采
传输 和语 音通讯 ， 已成 为 世 界上 人 们 普 遍关 注 的热 门通 信技 术． 牙使 用 ２４Ｇ ｚＩＭ（ 业 、 学 、 蓝 ． Ｈ Ｓ 工 科 医 疗） 全球通 自由波段 ， 高数据 传输 速率 １ＭＢ ｓ传 最 ／，
维普资讯
第３ ４卷第 ９期 ２０ ０ ７年 ９月
应
用
科
技
Ｖｏ． ４． ． １３ № ９ Ｓ ｐ． ０ ｅ ２ ０７
Ａｐ ｉｄ Ｓ ｉ ｃ ａ ｄ Ｔｅ ｈｎ ｌｇ ｐｌ ｃｅｎ ｅ ｅ ｎ ｃ ｏｏ ｙ
文章 编号 ：０ ９— ７ Ｘ（０ ７ ０ ０ ５ ０ １０ ６ １ ２ ０ ） ９～ ０ ０— ４
无线抄表系统并且给 出了系统 总体结构 ， 说明 了各个模块的功能及作用 ， 最后详 细介绍 了软 、 硬件 的设计实现． 关键词 ： 蓝牙技术 ； 无线抄 表； 无线通信 ； Ｐ Ｓ 通用无线分组业务 ） ＧＲ（
中图分 类号 ：Ｎ ７ Ｔ ４ 文献标识码 ： Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｌ ｓ ｅ ｏ ｅ ｍ ｅ ｅ ｅ ｄ ｎ ａ ｅ ｎ ｂ ｕ ｔ ｏ ｈ ａ ｄ ＧＰＲＳ ｓｇ ｆ ｗｉ ｅ ｅ ｓ ｒ ｍ ｔ ｔ ｒ ｒ ａ ｉ ｇ ｂ ｓ ｄ ｏ ｌ ｅ ｏ ｔ ｎ Ｌ ｈ－ ｎ Ｓ ＩＸ ａ—ｏ ｇ Ｓ Ｉ ｉｎｔ ｇ ＬＵ Ｆ —ａ ｇ Ｉ ｉｕ ， Ｕ ｉｏｈ ｎ ，Ｈ ａ —ｎ ，Ｉ ｕｇｎ Ｚ ｊ Ｊ ｉ
பைடு நூலகம்
我 国在 ２ ０世 纪 ８ ０年代 初开 始研 究远 程 自动抄
表 系统 ， 近年来 ， 成 了多种 自动化 抄 表方式 并存 的 形
格局． 目前 对 于无线 抄 表 系统 的设计 方 案 主要 有 以 下 几种 ： ） 全基 于 Ｇ Ｒ １完 Ｐ Ｓ技术 实现 ， 这种方 案设 但
１ 蓝牙与 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ技 术 概 述
蓝 牙技 术与 其 他类 似 技 术相 比较 ， 具 有 更
低 成 本 、 功耗 、 低 体积 小 、 对 多点连 接 、 音与 数据 点 语 混合 传输 以及 高抗干 扰能 力等 优点 ．
（ ｏ ｅｅｏ Ｃ ｍ ｕｅ ｎ ｎｏ ｔｎＥ ｇｎｅｉｇ Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ｎｖｒｔ ｏ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｅｈｏｏ ， ａｂｎ１０ ２ Ｃ ｉ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｏ ｐ ｔ ａｄＩｆ ｍａｏ ｎｉｅｒ ， ｅ ｏｇｉ ｇＵ ｉ ｓｙ ｆ ｃ ｎｅａ ｄＴ ｃｎｌ ｌ ｒ ｒ ｉ ｎ ｌ ａ ｅ ｉ ｅ ｙ ｇ Ｈ ｒｉ ５ ０７， ｈｎ ａ
输 距离 为 １ ｌ在 增 加 发 射 功 率 的情 况 下 ， 达 到 ０ ｎ， 可
１ ０ ｎ¨】 ０ ｌ
．
调制 解调 器传 送数 据 和 控 制信 号 的方 案 ， 维 护 成 其
本 高 ． 展性 能 差 ， ＭＯ Ｅ 长 时 间 带 电 ， 出 现 扩 且 ＤＭ 易 不 稳定 的情况 ． 对 以上各种 抄 表方 式的缺 陷 ， 中 针 文 提 出 了基于 蓝牙 与 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ技 术 的无线 远 程抄 表设 计 方案． 将蓝 牙技 术应 用 到 无线 抄 表 系统 中是 蓝 牙技
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｔ ｅ ｄ ｓ ｄ ａ ｔｇ ｓ ｏ ｕ ｒ ｎ ｖ ｉａ ｌ ｒ ｌ ｓ ｅ ｔ ｔ ｒｒ ａ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｎ ｉ ｌｍｅ ｔｔｏ ｄ ｓ ｈ ｉａ ｖ ｎａ ｅ ｆ ｃ ｒｅ ｔａ ａｌ ｂ ｅ ｗｉｅｅ ｓ ｒ ｍｏ ｅ ｍｅｅ ｅ ｄ ｎ ｙ ｔ ｍｓ ｉ ｍｐ ｅ ｎ ａｉ ｎ ｍｏ ｅ ｗｅ ｅ ｐ ｉ ｔ ｄ ｏ ｔ ｒ ｏｎ ｅ ｕ ．Ａ ｅ ｔ ｒ ｌ ｓ ｔ ｒｒ ａ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｌ ｅ ｏ ｔ ｎ ＲＳ ｔ ｃ ｎｏｏ ｉ ｓｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ． ｒ ｍｏｅ ｗｉｅ ｅ ｓｍｅｅ ｅ ｄ ｎ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ ｂ ｕ ｔｏｈ ａ ｄ ＧＰ ｅ ｈ ｌ ｇｅ ｓｐ ｏ ｏ ｅ Ｔｈ ｅ ｅ ａ ｙ ｔｍａｉ ｏ ｆｇ ｒ ｔ ｎ ｗａ ｉｅ ，Ｔｈ ｕ ｃｉ ｎ ｆｖ ｒｏ ｄｕｅ ｒ ｅ ｃ ｉ ｅ ｅ ｇ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｔｃｃ ｎ ｕ ａ ｉ ｓｇ ｖ ｎ ｉ ｏ ｅ ｆ ｎ ｔｏ ｓｏ ａ ｉｕｓｍｏ ｌｓｗｅ ｅ ｄ ｓ ｒｂ ｄ．Ｆ ｎ ｌ ｈ ｅ ｉ ｎ ｉ ａｌ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｙ ａ ｄ ｉ ｌ ｍｅ ｔｔｏ ｆｓｆｗａ ｅ ａ ｄ ｈａ ｄ ｒ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｅａ ｌ ｎ ｍｐ ｅ ｎａ ｉｎ ｏ ｏ ｔ ｒ ｎ ｒ ｗａ ｅ ｗｅ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｎ ｄ ｔ ｉ． Ｋｅ ｗｏｒ ：ｂ ｕ ｔ ｏｈ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｙ ｄｓ ｌ ｅｏ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ；ｗｉｅ ｅ ｓ ｍｅ ｅ ｅ ｄ ｎ ｒ ｌ ｓ ｔｒｒ ａ ｉ ｇ；ｗｉｅ ｅ ｓ ｃ ｍｍｕ ｉａｉ ｎ；ＧＰ ｒ ｌｓ ｏ ｎｃ ｔ ｏ ＲＳ
基 于蓝 牙 与 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ无 线 远 程 抄 表 的 设 计
李志军 ， 隋晓红 ， 史健婷 ， 刘付 刚
（ 黑龙江科技 学院 计算机 与信 息工程 学院， 黑龙江 哈 尔滨 １０２ ） ５０ ７ 摘 要： 指出了 目前无线远程抄 表系统几种实现方式的缺点 ， 出一种基 于蓝牙技术 和 Ｇ Ｒ 提 Ｐ Ｓ技 术实现 的远 程