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基于GPRS供水管网抄表系统的设计与实现

时间:2015-06-01 14:24:03  来源:  作者:

1 引言
供水管线是城市基础设施,供水管网管理与维护的成一体成型电感器功与否,直接关系到城市居民生活、工业生产和社会发展。随着给水管网的扩展规模迅速扩大,管网信息数据以指数级增加,传统的人工管理系统存在着费人力、速度慢、统计数据准确性差、实时性差等不足,已无法满足管网数据量大、动态更新等要求。充分考虑到数据采集点多且分散野外的特点,系统借助先进成熟的GPRS传输技术,将传感器采集来的水量通过GPRS发送给数据服务中心,并由WEB发布。利用计算机管理减轻工程技术人员的劳动强度,提高工作效率。虽然采用M23G GPRS模块进行研发的厂商很多,但资料很少,这里提供详细的解决方案。由于供水管网终端均在野外,该设计主要解决低功耗问题。同时还解决数据服务中心的安全性和可靠性问题。


2 系统总概
该设计提出远程抄水表系统是一个小电感生产厂家型的分布式智能测控系统,终端是由BenQ公司的M23G GPRS模块,Micmchip公司的PICl6F873A和潍微公司WS02型水量计数器构成。由于采用蓄电池供电,所以节能和功耗是比较重要的问题。系统采用定时开启GPRS模块收发数据,其他时间只有PICl6F873A在低功耗模式下采集水量。当M23G模块及外围电路正常启动后,由PICl6F873A和M23G GPRS模块进行USART通信,将启动GPRS功能的AT命令写入到模块中,直到与数据服务中心连接成功,再将定时所计水量传送给数据中心,传送完毕后,关闭模块,实现节能。数据服务中心通过WEB站点发布实时和历史信息。图1为系统总体框架图。

3 M23G GPRS模块
电感器的原理BenO公司的无线通信模块M23G GPRS是原M23的升级无铅版.其内部集成PPP和TCP/IP协议栈;支持网络类型GPRS CLASS 8,GPRS Class B;支持EGSM 900 MHz,DCS1 800 MHz,PCS 1 900 MHz无铅三频模块。重量轻,体积小,功耗低,工作稳定可靠,性价比高,使用范围广泛。
3.1 M23G模块启动电路
由于模块PWON引脚拉低至少保持120 ms才能使该模块启动,所以将此引脚直接接地,实现启动模块。在正常上电后,M23G模块如果已检测到正确的SIM卡和网络,LED引脚就保持500 ms的低高电平变换,此时发光二极管GPRS也随之亮或灭。
SIM卡作为特殊型智能卡,采用标准的接触式IC卡。该模块遵循ISO7816(接触式集成电路IC卡的规定)和ETSI(欧洲电信标准委员会)的GSMll.11等标准规范,与SIM卡座相连接。SIM_CLK为SIM时钟,SIM_RST为SIM复位,SIM_I0为SIM卡数据输入输出,VRSLM产生SIM卡3 V供电电压。图2为:M23G模块启动电路及SIM卡电路。


3.2 M23G模块电源设计
M23G的电压工作范围为3.3~4.5 V,此系统采用3.3 V供电。在GPRS模式下,最大电流消耗不大于280 mA。模块的电流消耗为脉冲形式,消耗峰值电流最多可达1.7 A,所以在模块电源部分需要加较大耦合电容,且走线宽度大于50 mil。若是电源从一层走到另外一层时,必然采用均匀的多个过孔来降低干扰。因此要特别注意电源的布线问题,抑制干扰和防止出现纹波烧坏模块。

3.3 配置M23G模块软件设计
PICl6F873A通过引脚电平变化中断检测到LED引脚的变化,说明模块硬件初始化完毕。PIC16F873A发送初始化AT指令:设置MS功能:AT+CFUN=1;自动运营商选:AT+COPS=O;设置DTE波特率:AT+IPR=0(自动检测);设置MS的类别:AT+CGCLASS="B”;GPRS链接设置:AT+CGATT=1:激活:PDP上下文(激活GPRS服务):AT+CGACT=1;ME错误报告设置:AT+CMEE=2;GPRS网络注册状态:AT+CGREG=2;不允许进入深度睡眠:AT$NOSLEEP=1。初始化结束后进入GPRS数据传输的设置:定义PDP上下文(设置接入网关):AT+CGDCONT=1,“IP”,“CMNET”;用于PDP上下文激活的PCO字符串:AT%CGPCO=1,“PAP..”,l;设置目的地址:AT$DESTINFO=“目的IP”,l(1:TCP,2:UDP),端口,0(0:禁用DNS,1:启用DNS)拨号连接:ATD*97#。该过程结束后,就可以发送数据。在对模块配置AT指令时,如大功率电感贴片电感器果所发送的指令正确,模块返回0K,反之则返回ERROR。需要注意的是,先将模块的硬件启动全部结束后再配置AT指令.且配置按照上述顺序进行即可实现数据通信。


4 PICl6F873A与抄表数据处理1

3.2设立标志判断 定义某单元为标志,在模块主程序中把该单元的值设为某个特征值,然后在主程序的最后判断该单元的值是否不变,电感若不同了则说明有误,程序就转入错误处理子程序。 3.3增加数据安全备

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