實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)程抄表應(yīng)用方案中的4G DTU

    在抄表方式上，使用GPRS /4GDTU遠(yuǎn)程自動(dòng)無線抄表終端，解決了傳統(tǒng)手工抄表方法存在的速度慢、可靠性差、自動(dòng)化程度低等問題。經(jīng)過幾年的實(shí)際應(yīng)用，收到了較好的效果，已成為我國用電管理的主流。

    經(jīng)過多年的發(fā)展，電力已經(jīng)成為國家最重要能源之一，并逐步滿足了工業(yè)用電和居民用電的需求，解決了電力能源的供需矛盾。同時(shí)，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給供電部門和用電部門、居委會(huì)或物業(yè)管理部門在供用電管理的規(guī)范化、自動(dòng)化和收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)化方面提供了可能。在電度表改造或研制方面，出現(xiàn)了磁卡式電表、電卡式電表、RFID/IC卡電表、全電子電表、帶有通信接口的電度表等多種類型的表計(jì)。在抄表方式上，使用GPRS/4G DTU遠(yuǎn)程自動(dòng)無線抄表終端，解決了傳統(tǒng)手工抄表方法存在的速度慢、可靠性差、自動(dòng)化程度低等問題。經(jīng)過幾年的實(shí)際應(yīng)用，收到了較好的效果，已成為我國用電管理的主流。

一、GPRS/4G DTU遠(yuǎn)程無線抄表終端的體系結(jié)構(gòu)

      GPRS/4G DTU遠(yuǎn)程無線抄表終端就是通過GPRS/4G無線網(wǎng)絡(luò)來采集遠(yuǎn)程工業(yè)電表和民用電表的電表示數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)通過無線的形式傳輸?shù)接秒姽芾聿块T，實(shí)現(xiàn)抄表無線自動(dòng)化。在整個(gè)過程中無需人工參與，方便了用戶又提高了效率。

      整個(gè)GPRS/4G DTU無線抄表系統(tǒng)的體系主要由系統(tǒng)管理中心、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器、無線傳輸模塊（GPRS/4G DTU）、帶有通信接口的智能電表等部分組成。整個(gè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)典型的集散控制系統(tǒng)，它具有樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

二、GPRS/4G DTU無線抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮的幾個(gè)主要問題

１.電表的選擇

   隨著電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)在電表中的應(yīng)用，出現(xiàn)了智能化電表，大體上可分為兩種類型：帶有微處理器的機(jī)電式和全電子式。機(jī)電式借用原感應(yīng)式電度表的機(jī)芯，通過光電傳感器讀取轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)來測量用戶的用電量，如磁卡式電表、電卡式電表、IC卡電表等；而全電子式電度表則采用電壓電流隔離方式，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將采樣值相乘并累計(jì)計(jì)算用戶的用電量。機(jī)電式智能電表成本較低，主要用于單相電度表，適合于居民用戶使用全電子式電表主要用于三相電計(jì)費(fèi)，針對企業(yè)應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)無線抄表，應(yīng)選擇配有通信接口的智能電表，通常有RS-485、RS-232、CAN總線收發(fā)器或紅外等幾種接口形式。

２.通信方式

   GPRS/4G DTU遠(yuǎn)程無線抄表終端的核心是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，通過GPRS/4G無線網(wǎng)絡(luò)、雙絞線、電話線、電力線紅外線等通信方式，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各個(gè)用戶的用電量，并送傳到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)抄表自動(dòng)化。在這里我們著重介紹一下GPRS/4G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)某矸绞健?

       GPRS無線通信方式不受時(shí)間地域的限制，只要移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋到的區(qū)域都能夠時(shí)間無線抄表，同時(shí)GPRS/4G DTU無線抄表模塊還能夠保持長期在線狀態(tài)，管理中心只要通過計(jì)算機(jī)就能隨時(shí)得到電表的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

３.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器

   不同的傳輸媒介，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器的類型也不一樣，如：電話線，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器即為有線MODEM；電力線，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器即為電力線MODEM；視頻線，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器即為CABLE MODEM；對于小區(qū)綜合布線系統(tǒng)（PDS），數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器又為網(wǎng)卡的形式。

４.無線傳輸模塊（GRPS/4G DTU）

   在具有樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)中，GPRS/4G DTU無線傳輸模塊相當(dāng)于一個(gè)智能管理機(jī)。

   其主要功能：一是收集所屬各電度表的數(shù)據(jù)（如電表示數(shù)、電表狀態(tài)）并進(jìn)行處理，然后按照中心臺(tái)的要求，將數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器經(jīng)通信介質(zhì)傳輸至中心臺(tái)。二是能夠根據(jù)中心臺(tái)的命令，存儲(chǔ)所屬電度表的地址，并對所屬電度表的重要參數(shù)（如電表常數(shù)、電表底數(shù)）進(jìn)行設(shè)置；三是具有組網(wǎng)功能，并能夠與多個(gè)電表之間點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)的信號(hào)聯(lián)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸。

三、GPRS/4G DTU無線抄表系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

      在設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程自動(dòng)無線抄表終端時(shí)，應(yīng)考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴⒐こ虒?shí)施的可行性、系統(tǒng)兼容性及可擴(kuò)展性，同時(shí)還應(yīng)使該系統(tǒng)具有投資少、見效快、應(yīng)用范圍廣泛等特點(diǎn)。

１.對于現(xiàn)有的布線系統(tǒng)

   對已建設(shè)好的小區(qū)，在構(gòu)建GPRS4G DTU無線抄表系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡量減少線路的改造，充分利用現(xiàn)有的各種布線系統(tǒng)。在這種情況下，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ琶浇椴捎脽o線方式，其設(shè)計(jì)方案為：系統(tǒng)管理中心與無線傳輸模塊（GPRS/4G DTU）之間的通信媒介可用GPRS/4G無線網(wǎng)絡(luò)，通信方式采用移動(dòng)無線通信方式。無線傳輸模塊(GPRS/4G DTU)與電表之間可采用短信方式。

２.對于新型小區(qū)綜合布線系統(tǒng)（PDS）或光纖同軸混

   合網(wǎng)（HFC）對于新型小區(qū)，應(yīng)充分利用各種各樣的網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)基于無線網(wǎng)絡(luò)的抄表模式。其設(shè)計(jì)方案為：系統(tǒng)管理中心與無線傳輸模塊（GPRS/4G DTU）之間的通信媒介選用小區(qū)綜合布線系統(tǒng)，無線傳輸模塊（GPRS/4G DTU）與電表之間可采用雙絞線方式。

      由于GPRS/4G無線通信方式在自動(dòng)無線抄表終端中的成功應(yīng)用，使GPRS/4G DTU無線抄表終端得到了迅速發(fā)展。若自動(dòng)無線抄表終端接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，則可以直接通過后臺(tái)完成收費(fèi)，大大地提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

產(chǎn)品簡介

 廈門才茂CM510-72F DTU是一款工業(yè)級(jí)無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，支持移動(dòng)、聯(lián)通、電信運(yùn)營商的無線網(wǎng)絡(luò)，支持7模全網(wǎng)通網(wǎng)絡(luò)：GPRS/CDMA/WCDMA/

TD-SCDMA/EDGE/FDD-LTE/TDD-LTE；設(shè)備為用戶提供TCP/UDP透明無線遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸功能。

 設(shè)備支持串口RS232接口、RS485接口，設(shè)備可以直連客戶的上述接口設(shè)備，把客戶的PLC設(shè)備、工控設(shè)備的數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)娇蛻舻臄?shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)對客戶端設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備控制等功能。

該產(chǎn)品采用ARM7工業(yè)級(jí)高性能嵌入式處理器，以實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺(tái)，超大內(nèi)存；設(shè)備提供在線維持技術(shù)，保持?jǐn)?shù)據(jù)終端永久在線，保存數(shù)據(jù)鏈路任何時(shí)候暢通，實(shí)現(xiàn)高速、穩(wěn)定、可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸功能。

該產(chǎn)品擁有ARM7工業(yè)級(jí)處理器和智能三級(jí)保護(hù)，不但通過電力3000V電擊測試，還擁有專利技術(shù)，產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠。

該產(chǎn)品取得摩爾實(shí)驗(yàn)室出具的“環(huán)境可靠性測試報(bào)告”，測試項(xiàng)目包含：高溫80℃/濕度85%、低溫-30℃等測試。其中高溫、低溫測試分別在該環(huán)境下連續(xù)收發(fā)數(shù)據(jù)4小時(shí)。

該產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電力集中抄表、水表集中抄表、熱網(wǎng)監(jiān)控、燃?xì)獗O(jiān)控、水利監(jiān)控、環(huán)保檢測、氣象檢測、地震監(jiān)測，交通控制等等行業(yè)。