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   經(jīng)濟分析：本系統(tǒng)的最大容量設計為1000家。規(guī)定每100ms采集一家的數(shù)據(jù)，則一分鐘可以采集600家的數(shù)據(jù)。普通的電表是2400轉(zhuǎn)/KWH，采集裝置每采集20個脈沖記1個點。每十分鐘采集的數(shù)據(jù)最多占1個字節(jié)，每家的用量數(shù)據(jù)是按增量采集的，三個表的增量最多占3個字節(jié)，所以600家的數(shù)據(jù)最多占2K字節(jié)，每分鐘采集一輪，采集到的數(shù)據(jù)存儲在AT89C51的RAM內(nèi)，在存儲器內(nèi)整理、打包，每十分鐘發(fā)送一次。由于夜晚用電水氣量比較少，所以在晚上發(fā)送的數(shù)據(jù)包，很多是空包，這樣就浪費占用通信信道的時間。因此在軟件設計時，采用越限發(fā)送，即每次采集的數(shù)據(jù)必須超越一定的量才發(fā)送，一天最多12小時的用量高峰期是每十分鐘發(fā)送一次的。基于GSM短消息業(yè)務的容量主要是由短消息服務中心的處理能力和無線信令信道的承載能力決定的，每個短消息的信息量限制為140個八位組（7比特編碼，160個字符）不超過140個字節(jié)。每十分鐘采集3K數(shù)據(jù)，需要發(fā)送22條短消息，則每月發(fā)送約5萬條。按照西安市短信費用標準，2-5萬條/月的費用是2000元/月。平均每家2元/月。因此該系統(tǒng)非常的經(jīng)濟。而且上位機每十分鐘就收集一次的數(shù)據(jù)，這樣就可以在一天里用電高峰期里及時采集用戶的用量，并將用量曲線打印出來。

2.硬件配置

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2.1數(shù)據(jù)采集、發(fā)送部分

　　水表是將原水表計數(shù)齒輪指針換裝成帶磁性的指針，再通過傳感器進行數(shù)據(jù)采集；氣表要用帶信號輸出的氣表；電表必須采用脈沖式電子電度表，電表脈沖輸出的器件為光耦輸出，具有較好的隔離作用。數(shù)據(jù)采集裝置與用戶的電表安裝在一起，為了防止用戶的突然斷電，采集裝置必須裝在空氣開關的前端。電表可以通過計數(shù)脈沖來測量，由光電采集頭采集電表的計數(shù)脈沖，表盤轉(zhuǎn)一圈，光電采集頭發(fā)出一個脈沖，輸入的P1口的P1.0，由AT89C2051存儲。然后通過PTR2000模塊發(fā)送數(shù)據(jù)。

　　PTR2000模塊乃是超小型、超低功耗、高速率19.2K無線收發(fā)數(shù)傳MODEM。采用了當代的歐洲"藍牙技術(shù)"應用全數(shù)字科技，由單IC組合而成，接收發(fā)射合一，工作頻段為433--434MHz，空中傳輸數(shù)據(jù)速率為19.2Kbps，工作電壓范圍為2.7V-5.25V，采用FSK調(diào)制，抗干擾能力強，標準的DIP引腳間距，更適合嵌入式設備。當PTR2000的TXEN腳為高時，它處于發(fā)射狀態(tài)；當TXEN腳為低時，它處于接收狀態(tài)。在硬件設計時，將TXEN與AT89C2051的P1.1腳連接，通過軟件控制PTR2000的狀態(tài)。

2.2 數(shù)據(jù)接收和遠程無線通訊

　　PTR2000將數(shù)據(jù)接收并且存入AT89C51內(nèi)，ROM和RAM分別用來存儲程序和數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)按當時的時間存入相應時段的存儲區(qū)內(nèi)，時段間隔為10分鐘。不同日期的同一時段數(shù)據(jù)僅在相應的存儲區(qū)內(nèi)累加。采集裝置內(nèi)裝有免維護電源，保證斷電后還可以工作，保護數(shù)據(jù)和接收、執(zhí)行上位機的命令。AT89C51通過串口與無線MODEM連接，實現(xiàn)與上位機的無線通訊。

　　GSM（bbbbbb System for Communication）系統(tǒng)是目前基于時分多址技術(shù)的移動通信體制中、最完善、應用的一種系統(tǒng)。我國目前已建成了覆蓋全國的GSM數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)，是我國公眾陸地移動通信網(wǎng)的主要方式。GSM的短消息業(yè)務SMS(Short Message Service)與話音傳輸及一樣同為GSM數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)絡提供的主要電信業(yè)務，它通過無線控制信道進行傳輸，是GSM通信網(wǎng)所*的，經(jīng)短消息業(yè)務中心完成存儲和前轉(zhuǎn)功能，它不用撥號建立連接，直接把要發(fā)的信息加上目的地址發(fā)送到短消息服務中心，由短消息服務中心再發(fā)送給最終的信宿。這適于把每次采集到的數(shù)據(jù)隨時發(fā)送到監(jiān)控中心。傳送短消息業(yè)務的控制信道為專用控制信道（DCCH）。詳見參考資料[6]。短消息業(yè)務可以使網(wǎng)絡端知道被叫方是否已經(jīng)收到短消息，如果傳送失敗，被叫方?jīng)]有回答確切消息，網(wǎng)絡一側(cè)會保留所傳的消息，一旦網(wǎng)絡發(fā)現(xiàn)被叫方能被叫通時，消息能被重發(fā)以確保被叫方能收到。因此短消息業(yè)務作為GSM網(wǎng)絡的一種主要的電信業(yè)務，它的傳遞是可靠的。綜上所述，本系統(tǒng)選用GSM的短消息業(yè)務來實現(xiàn)遠程無線數(shù)據(jù)傳送是可行的。GSM調(diào)制解調(diào)器（GSM/MODEM）的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的以話音為主的通信手段，打開了GSM網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信及其應用的大門。它提供RS232數(shù)據(jù)接口,采用AT賀氏指令,符合ETSI標準GSM0707和GSM0705。本系統(tǒng)的GSM/MODEM采用法國WAVECOM公司的GSM/MODEM模塊。

2.3 數(shù)據(jù)處理部分

　　上位機通過DDE接口將下位機發(fā)送的數(shù)據(jù)傳送到EXCEL工作表中，在EXCEL中定義好報表格式，計量格式，并將文件以模板格式保存，在抄表完成后，系統(tǒng)能自動將數(shù)據(jù)填寫到相應單元格，由EXCEL自動計算，換算成KWH值并算出收費值。在上位機上打印、顯示用戶的水、電、氣費和各種報表及負荷曲線，當用戶負荷超發(fā)出報警信號，根據(jù)公司的規(guī)定決定是否發(fā)遙控命令給下位機對用戶實行斷電處理。還可以計算各個時段的費用，為電力部門實行分時收費提供可靠的保證。而且為了保證數(shù)據(jù)存儲的安全性，上位機（PC機）采用了雙硬盤做數(shù)據(jù)備份，系統(tǒng)帶有后備電源，停電后能保持正常工作狀態(tài)。后備電源可保證系統(tǒng)在滿負荷工作狀態(tài)下正常工作36小時以上，若停電時間更長，系統(tǒng)將不會進行數(shù)據(jù)采集，但原有數(shù)據(jù)不會丟失，供電恢復后需要重新核查數(shù)據(jù)，更新設置用戶集中器中下位機存儲的數(shù)據(jù)。

3.軟件設計

　　由于該系統(tǒng)采用的是一點對多點的雙向數(shù)據(jù)傳輸，因此每家的表都有自己的地址碼。上位機可以查詢下位機，下位機也可以定時發(fā)送數(shù)據(jù)給上位機。本系統(tǒng)要實現(xiàn)的目的是一機（上位機）對多機(下位機)的通訊控制,其通訊軟件主要分為兩部分：上位機與下位機的遠程通訊軟件；單片機與GSM/MODEM的串行通訊軟件。詳見參考資料[2]。程序設計的關鍵是上、下位機間的遠程通訊的準確性。在程序設計中，采用通訊協(xié)議（Protocol）的做法，由上位機發(fā)出讀表指令與地址碼，讓各個下位機將記錄的數(shù)據(jù)傳過來，同時進行校驗，以保證數(shù)據(jù)的正確性。每個下位機都編有不同的地址碼，當上位機向所有的下位機發(fā)送一個地址碼和抄表指令時，所有的下位機都接收到該地址碼，并比較是否與其自身的地址碼相同，如不相同則退出比較，不再接收其他命令。如相同則表示上位機查詢的就是該下位機，同時收回應答信號，并準備接收命令，而上位機將收回的應答信號與發(fā)出的地址碼相比較，不同則給出錯誤的信息，相同則可控制已叫通的下位機。這時已叫通的下位機繼續(xù)接收上位機發(fā)送的抄表命令，并收集用戶的數(shù)據(jù)，通過GSM網(wǎng)絡發(fā)送給上位機，直到接收到上位機發(fā)來的執(zhí)行完成命令