GPRS远程抄表系统的设计与实现

1、248文章编号：1001-3997(2011)03-0248-02机械设计与制造MachineryDesign&Manufacture第3期2011年3月GPRS远程抄表系统的设计与实现*刘洋任工昌苗新强黎忠炎(陕西科技大学机电工程学院，西安710021)DesignandimplementationofGPRS-basedremotemeterreadingsystemsLIUYang,RENGong-chang,MIAOXin-qiang,LIZhong-yan(ShannxiUniversityofScienceandTechnologyXi'an710021China)

2、【摘要】结合当前抄表系统自动化水平低的实际情况，利用先进的GPRS无线通信技术，实现了电详细地给出了网络通信的实现和监控中心度表的远程抄读。介绍了系统的总体方案和通信信道的选择，大大节省了人力。的建立。从根本上实现了抄表系统的智能化和网络化，关键词：GPRS;通信信道；监控中心【Abstract】AccordtothecurrentlowautomaticleveloftheRemoteMeterReadingSystemswedeveloptheRemoteMeterReadingSystemsbaseonGPRSwirelesstechnology.weintroducetheoveral

3、lsystemprogramandthechoiceofcommunicationchanneJaswellas,givetherealizationofthenetworkcommunicationandtheestablishmentofthemonitoringcenterindetail.Weimplementtheintelligenceandnetworkingofthesoastosavethemanpower.systemfundamentally,Keywords:GPRS;Communicationchannel;Monitoringcenter中图分类号：TH16,TP3

4、93文献标识码：A1引言在我国，随着住房制度的改革，小区居住形式越来越普及，居民的水、电、气收费管理也将是艰巨的任务。然而现在多数是采用人工抄表的方式，这样不仅需要一支庞大的抄表队伍，而且费时费力，容易造成差错。也容易给犯罪分子造成可乘之机。因此，我们提出了一种基丁GPRS无线网络的远程抄表系统。基丁GPRS(GeneralPacketRadioService无线网络的远程抄表系统，运用先进的GPRS无线通信技术对用电现场进行在线检测和实时监控，从而达到数据抄读准确，数据传输及时的目的。方便监控中心对现场电度表的管理，提高整个系统的工作效率，达到资源的优化配置。监控中心是系统的管理核心，它对整

5、个系统的运行管理起着至关重要的作用。主要包括监控中心管理软件的实现和远程抄表系统数据库的设计。外网GSM/GPRS无线通信网路载波采集器全电子表内置GPRS模块的集中器载波采集器全电子表2系统总体方案2.1系统的优势远程自动抄表技术（Remoteautomaticmeterreading是将数据自动采集、传输和处理应用到电能管理系统中的一项新技术，是针对电力部门供电系统管理的自动化、网络化提出来的。它具1变压器用户载波表变压器用户载波表图1系统总体结构图3通信信道的实现3.1底层通信的实现底层通信的常用方式主要有：电话线、RS485总线、红外、无线射频和低压电力线载波通信等2。电话线通信技术是

6、通过专用的调制解调器，利用公用电话网与相关部门进行通信。它的信号不稳定，且需要向电信部门租用电话线，只适合电话网络普及的地区；RS485总线采用差动发送/接收，共模抑制比高，抗干扰能力强，并且结构简单，成本低3。但是它需要事先布线，对丁空间要求比较高的场所不适合；红外通信是通过一系列红外通信标准来实现的。它价格低廉，使用方便，被众多的软件和硬件平台所支持。但它的缺点是速率较低，易受外界环境的影响；无线射频抄表技术是以电磁波为传有抄收速度快、计算精度高、抄表实用性好、可直接与营业计算机联网等突出的优点。极大地缓解抄表人员的劳动强度，降低人为因素造成的抄表误差，并能迅速地统计实时线损等，从根本上克

7、服了传统人工抄表模式的弊端。2.2系统总体结构系统主要由数据采集部分、数据传输部分和监控管理中心三大部分组成。系统总体结构如图1所示。数据采集部分主要负责接收抄读的数据，并对其进行分析、存储和量化处理；数据传输模块是把所采集到得数据进行准确、及时的传递给监控中心；而大来稿日期：2010-05-23次基金项目：陕西省咸阳市科技计划项目(XK0708-6)DDN专线Internet局域监控管理中心交换机防火墙公网路由器第3期刘洋等：GPRS远程抄表系统的设计与实现本地服务器开始建立任务，socket()创建套接字Blind()锁定本地IPN远程客户端开始249输信道，它克服了红外通信技术距离短，方

8、向性强，不能有障碍物等缺点，是红外抄表系统很好的替代。但它的使用必须向有关部门申请并租用所需的频道，成本高，功耗大，保密性差。低压电力线载波通信技术是以电力线路为传输信道。它的优点是：安装方便，投资少，见效快，与电网建设同步。一方面，可以节省大量的成本，不需要铺设专门的线路，也不占用现有频谱资源，可以利用已有的电力线，免丁维护；另一方面，利用它作为传输信道时，使用的范围较广，任何拥有低压电力线的地方都可以推广使用。因此，底层通信信道采用低压电力线。4建立任务，socket()创建套接字Listen()监听连接YAccept()接受连接，返回，并建立新理才置抄表为监技系妣套接字Recv()/Se

9、en()收发数据Close()关闭套接字，结束通信退出结束图2网络通信流程图Recv()/Seen()收发数据Close()关闭套接字，结束通信结束Connect连接服务器3.2上层通信的实现GPRS技术是在GSM基础上发展起来的一种分组交换数据承载和传输方式，通过升级GSM网络来实现。它提供端到端的、广域的无线IP连接，采用信道捆绑和增强数据速率改进而实现了高速接入，使无线资源得到充分利用。主要用丁实时性高数据量较大的远程数据传输过程，具有可靠性高和成本低等优势5。其优点主要表现在：(1)瞬间上网。每次使用时只需一个激活的过程，就可以马上登录到互联网。通讯网络的建立过程十分迅速。(2)永远在

10、线。GPRS由丁使用了数据分组技术，用户上网可以避免断线情况的出现。(3)快速传输。GPRS所采用的数据分组交换技术，将数据封装在每个分组上发送，发送后不需要此容量时就立即释放，提供了即时连接和高速接入。(4)数据吞吐量大。GPRS所提供的数据速率取决丁所采用的编码方案，高的传输速率保证了大的数据流量。(5)按量计费。GPRS技术是一种面向非连接的技术，用户虽然可以总挂在网上，但按实际通信流量计费。这种计费方式尤其适合丁电表抄收这种问断性数据传递，可以大大降低通信费用。鉴丁以上优势，在监控中心与传输控制器之间的通信，我们采用GPRS无线网络技术来实现。4.2软件的开发抄表系统的用户管理软件是基

11、丁WindowsXP操作系统，以MicrosoftVisualC+6.0为工具开发而成。VisualC+是一种可视化、面向对象和采用事件驱动方式的程序开发工具，其功能强大，代码执行速度快、效率高，并且对底层操作有明显的优越性8。数据库采用目前最为流行的SQLSERVER进行数据查询和存储。系统的主界面如图3所示。4监控中心的建立4.1网络通信的实现监控中心网络设计是系统的核心部分，它作为监控中心与各现场监测点信息交换的枢纽，对系统的性能起着非常重要的作用。通过GPRS网络以及Internet进行数据传输，首先要选择合适的传输协议。目前应用最为广泛的两种传输层协议为UDP和TCP。UDP协议称为

12、不可靠的传输协议6,由丁其不提供数据传送的保证机制，如果从发送方到接收方的传递过程中出现数据报丢失，协议本身并不能做出任何检测或提示，也不进行恢复。故UDP协议一般应用在数据传输量不大且可靠性要求不高的场合。TCP协议是面向连接的可靠的数据传输协议，本身具有很高的数据安全性，提供可靠的、有序的、端到端的数据传输服务7,一股应用在数据传输量大或可靠性要求高的场合。考虑到抄表系统数据传输量较大，网络环境比较复杂，对数据传输的可靠性、准确性要求比较高，故决定采用面向连接的可靠的TCP协议进行数据传输。Winsock为Windows下网络通信提供了一种方便开发和运行的环境，网络应用程序不直接与TCP/

13、IP核心打交道，而与网络应用编程界面（Socket）打交道。在网络通信中，按照C/S的模式进行。通信流程如图2所示。图3系统主界面从图中可看出，此抄表系统软件包含系统设置、抄表与档案管理、变压器管理、电费管理、报警管理等模块，每个菜单项下各有不同的子菜单。系统软件用丁实时监视与记录电度表数据，自动生成报表和图形，并且具有综合分析功能。具体来说，基丁GPRS的远程抄表系统软件能够实现如下功能：（1）自动检测功能。系统对各电度表的数据进行采集、监测、记录，并进行数据分析处理，生成各种能耗曲线和报表，实现无人自动抄表。（2）数据管理功能。建立历史数据库，存储原始数据，供统计分析使用。对采集的各能源计

14、量表数据进行累计值、平均值、最大值、最小值等的分析计算，系统数据库适合扩充和维护，可满足各种部门的数据储存和维护使用。（3）打印功能。可打印各部门抄表读数的日、月和年报表和总读数的日、月和年报表。（4）预测250文章编号：1001-3997（2011）03-0250-03机械设计与制造MachineryDesign&Manufacture第3期2011年3月基丁模块化产品实例的变型设计推理系统的研究*何永玲1李尚平1农宏亮2罗延3(1钦州学院，钦州535000)(2广西大学机械工程学院，南宁530000)(3广西钦州力顺机械有限公司，钦州535000)Researchonvariant

15、designreasoningsystembasedonproductcaseHEYong-lingl,LIShang-ping1,NONGHong-liang2,LUOYan3(1QinzhouUniversity,Qinzhou535000,China)(2GuangxiUniversityCollegeofMechanicalEngineering,Nanning530000,China)(3GuangxiQinzhouLiShunMachineryCo.,Qinzhou535000,China)【摘要】针对如何充分利用现有产品资源对用户需求作快速响应的问题，提出了一种集实例推理及模块化

16、技术丁一体的快速设计方法，重点研究产品模型的建模方法、模型参数之间的关联驱动及相似产品实例变型修改技术，开发基丁模块化产品实例智能推理设计系统，实现了产品的快速设计与分析。结合某机械有限公司生产的农用自卸车,对提出的方法进行了验证。关键词：实例推理；变型设计；产品模型；参数驱动【Abstract】Beaimedattheissuehowtomakefulluseoftheexistingproductresourcestorespondrapidlytheusers'requirementsonerapidintelligentdesignapproachispresented.Thi

17、sapproachcombinescasethemodelingapproachofbasedreasoningwithmodulartechnologyandfocusesonthefollowingresearchesproductmodel,therelation-drivenamongmodelparammetersthecasevariantmodificationtechnologyofsimiuctcase,andthentoachievetherapiddesignandanalysisofproduct.Furthertheproposedapproachisgoingtob

18、etestedbyintegratingwiththefarmdumptruckproducedbyonecertainmachineryCo.Ltd.Keywords:Case-basedreasoningVariantdesign；Productmodel;Parameter-driven中图分类号：TH16文献标识码：Alarproductcase.Alsothisapproachistodevelopthecaseintelligentdesignsystembasedonthemodularprod1引言产品设计是一个继承与重用设计知识的过程，通常可以借鉴成功的实例设计方案和设计过程

19、中所形成的经验与知识。一直以来，许多企业快速响应能力在产品设计这个环节上受到制约，主要原因之一是企业不能充分、快速利用已有的产品资源。而且随着用户定制的兴起，如何充分利用现有产品资源对用户需求作快速响应，缩短产品开发周期，降低产品的制造成本，已成为企业生存发展的关键。基丁实例的推理(case-basedreasoningCBR)技术就是直接参考以往开发成功的类似产品实例，通过必要的修改生成新的产品。近年来，CBR在产品设计中得到越来越广泛的应用，国内外学者从不同的侧面对CBR技术展开了大量研究，如文献1对产品设计实例的分解和设计实例的建模进行了研究，提出了基丁实例的产品设计知识获取方法；文献2对航空产品基丁实例的设计大来稿日期：2010-05-08次基金项目：广西省科技攻关项目(0815003-11),广西自然科学基金项目(0991277)功能。结