無線數傳技術和產品的電力無線抄表系統解決方案
該方案通過GPRS/CDMA網絡實現對電力抄表系統的數據傳輸和智能控制，并以GSM作為數據備用通道，解決了網絡的不穩定性導致的數據丟失或延時問題。
GPRS/CDMA網絡的工業化應用解決了電力系統對智能抄表控制系統的通信需求，相比于傳統的專用網絡，其覆蓋性和成本更加適合于工業應用，本文提出了基于深圳市天地華杰科技有限公司的無線傳輸模塊TD-8700S DTU和控制模塊的GPRS/CDMA無線抄表系統實施方案。
該系統的設計考慮到電表和抄表服務器端(數據服務器)的數據通訊要求，電表和抄表服務器端采用有限透明傳輸模式，即智能控制模塊對數據進行有限過濾和分析處理，避免冗余和分辨出指令信息。通訊方式采用通過TD-8700S DTU模塊建立通過移動通信網關的無線通信鏈路，可以進行基于TCP/IP和UDP/IP數據傳輸。基于控制模塊的容錯機制和GSM備用通道模式，彌補了由于GPRS網絡的不穩定性帶來的影響。
硬件實現
實現對數據的有限透明傳輸和電表的智能控制，模塊接收服務器端通過數據傳輸模塊到達的數據，經過分析，查詢指令經RS485接口傳輸給電表，控制指令通過控制I/O對電表智能控制。電表接收到查詢命令后，反饋相關信息，信息到達數據處理模塊后，模塊按事先配置的參數進行處理，需要回送到服務器的數據經數據傳輸模塊傳輸，并根據電表反饋進行智能控制和報警處理。
產品參數及特性：
TD-8700S是一款RS-485到GPRS轉換器（又稱無線數傳終端，工業無線網卡，工業手機，GPRS調制解調器）。是深圳市天地華杰科技有限公司為了解決串口設備長距離傳輸數據，在利用GPRS網絡平臺的情況下而專業設計的。TD-8700S提供標準的RS-485通信接口，還提供雙向透明數據傳輸通道，讓用戶不用知道復雜的GPRS通訊原理和TCP/IP協議情況下，不用更改原有程序情況下，就可以讓工業RS-485串口設備的串口通信立即轉換為GSM/GPRS無線網絡通信。TD-8700S內置TCP/IP協議棧，它不對設備上傳和下發的數據包進行解釋與處理，僅對用戶數據包實施TCP/UDP數據封包與拆包處理，從而實現數據透明傳輸的功能。同時還可以在網絡結構上實現虛擬數據專用網的傳輸。
產品特性：
1. 使用方便、靈活、可靠 、配置維護接口
2. 符合GSM/GPRS通訊標準，支持虛擬數據專用網
3. 數據終端永遠在線 ，透明數據傳輸與協議轉換
4. 支持點對點、點對多點、多點對中心等數據傳輸短消息數據備用通道
5. 支持RS-485， 內置GPRS模塊
6. 抗干擾設計，適合電磁環境惡劣的應用需求
7. 路由與虛擬地址轉換服務(NAT) 無線、實時、大數據量通信
8. 控制端不需要多用戶卡、Modem之類的設備，只需要控制端上網
9. 低端串口設備快速無線聯網，大數據量通信
10.通信效果取決于GSM/GPRS網絡的建設
11.數據通信穩定，數據傳輸速度快，數據量大的優點。單程<1秒,速度可達40 kbit/s
12.通過超級終端類似于AT指令方式設置程序，靈活設置通信參數
13.支持靜態IP，域名，SMS找IP等多種主機發現方式
技術參數：
◆ TCP/IP協議棧支持：TCP、UDP、FTP、SOCKET、TELNET、POP3、SMTP、HTTP
◆ 天線接口：50Ω/SMA 陰頭
◆ 數據傳輸方式：全透明數據傳輸
◆ 支持參數設置：TCP客戶、TCP服務器、UDP、設備透明傳輸等模式
◆ UIM卡：3V
◆ 串行數據接口：RS-232或RS-485
◆ 串行數據接口速率：300到115,200 bits/s
◆ 功能模式：掉線自動重新撥號功能 省電模式
◆ 設備功耗：待發射狀態約120mA；發射狀態約300mA，范圍200mA ~480mA
◆ 工作溫度：-10～+50℃
◆ 儲存溫度：-20～+75℃
◆ 相對濕度：95% (無凝結)
◆ 設備供電： +5V
◆ 工作溫度：-20℃ ～ +70℃
◆ 質量保證：三年
應用領域：
廣泛用于樓宇自動化控制、停車場設備聯網控制、交通聯網控制、PLC控制與管理、POS機的聯網、LED屏幕控制、工廠、車間、礦井、銀行、油田監控、電氣、航海通信 、其他RS-232/485設備聯網應用等遙控領域
如果客戶需求可以添加I/O控制功能：
GPRS DTU提供的I/O接口可以實現對電表的智能控制，通過中間電路控制實現電表的報警和斷電等智能處理。由于I/O的端口充裕和簡潔的程序控制實現使后續擴展更方便。
軟件實現模塊
數據接收發送：該部分是整個軟件的數據傳輸實現部分，其實現數據從電表終端到PC處理器的通訊，也實現PC通過GPRS DTU與抄表服務器的無線數據通訊。由于可靠性的需要我們采用TCP/IP方式和服務器端建立鏈路，并用短信模式進行通道補充，在連接中采取多可靠和錯誤處理機制來確保無線通信鏈路的通暢。錯誤處理機制包括：對DTU模塊復位、對整個系統進行軟復位、短信錯誤報警和短信錯誤修正。
數據分析模塊：數據分析模塊是有限透明處理的中心邏輯，負責對收發數據進行判斷。判斷內容包括：服務器下達指令的分類－分為對電表的通用指令和智能操作的操作指令；電表上傳服務器數據的分析—包括對數據情況的判別(是否需要進行智能控制)和數據的上行到服務器的處理；對短信指令的分類處理—分辨出配置指令和操作指令并進行相對應的處理。
數據智能控制：通過DTU的I/O接口對電表進行控制，包括報警、斷電等控制處理以及其他擴展處理。
參數配置處理：通過COM口和PC機連接，使用PC機上的配置軟件對所需參數進行配置，包括：服務器端的IP地址、端口號、傳輸協議、打包數據長度、時延等。通過接收到的短信配置命令對參數進行配置，該模式適合于遠距離作業時候的配置和處理。
數據分析：數據分析模塊是基于數據庫系統的一個TCP/UDP SERVER端，可以響應多個客戶端的連接請求，并對TCP/UDP數據包進行接收、存儲和分析，建立終端對應的數據分析、記錄數據庫，并提供數據分析和數據記錄查詢功能。
GPRS/CDMA網絡的工業化應用解決了電力系統對智能抄表控制系統的通信需求，相比于傳統的專用網絡，其覆蓋性和成本更加適合于工業應用，本文提出了基于深圳市天地華杰科技有限公司的無線傳輸模塊TD-8700S DTU和控制模塊的GPRS/CDMA無線抄表系統實施方案。
該系統的設計考慮到電表和抄表服務器端(數據服務器)的數據通訊要求，電表和抄表服務器端采用有限透明傳輸模式，即智能控制模塊對數據進行有限過濾和分析處理，避免冗余和分辨出指令信息。通訊方式采用通過TD-8700S DTU模塊建立通過移動通信網關的無線通信鏈路，可以進行基于TCP/IP和UDP/IP數據傳輸。基于控制模塊的容錯機制和GSM備用通道模式，彌補了由于GPRS網絡的不穩定性帶來的影響。
硬件實現
實現對數據的有限透明傳輸和電表的智能控制，模塊接收服務器端通過數據傳輸模塊到達的數據，經過分析，查詢指令經RS485接口傳輸給電表，控制指令通過控制I/O對電表智能控制。電表接收到查詢命令后，反饋相關信息，信息到達數據處理模塊后，模塊按事先配置的參數進行處理，需要回送到服務器的數據經數據傳輸模塊傳輸，并根據電表反饋進行智能控制和報警處理。
產品參數及特性：
TD-8700S是一款RS-485到GPRS轉換器（又稱無線數傳終端，工業無線網卡，工業手機，GPRS調制解調器）。是深圳市天地華杰科技有限公司為了解決串口設備長距離傳輸數據，在利用GPRS網絡平臺的情況下而專業設計的。TD-8700S提供標準的RS-485通信接口，還提供雙向透明數據傳輸通道，讓用戶不用知道復雜的GPRS通訊原理和TCP/IP協議情況下，不用更改原有程序情況下，就可以讓工業RS-485串口設備的串口通信立即轉換為GSM/GPRS無線網絡通信。TD-8700S內置TCP/IP協議棧，它不對設備上傳和下發的數據包進行解釋與處理，僅對用戶數據包實施TCP/UDP數據封包與拆包處理，從而實現數據透明傳輸的功能。同時還可以在網絡結構上實現虛擬數據專用網的傳輸。
產品特性：
1. 使用方便、靈活、可靠 、配置維護接口
2. 符合GSM/GPRS通訊標準，支持虛擬數據專用網
3. 數據終端永遠在線 ，透明數據傳輸與協議轉換
4. 支持點對點、點對多點、多點對中心等數據傳輸短消息數據備用通道
5. 支持RS-485， 內置GPRS模塊
6. 抗干擾設計，適合電磁環境惡劣的應用需求
7. 路由與虛擬地址轉換服務(NAT) 無線、實時、大數據量通信
8. 控制端不需要多用戶卡、Modem之類的設備，只需要控制端上網
9. 低端串口設備快速無線聯網，大數據量通信
10.通信效果取決于GSM/GPRS網絡的建設
11.數據通信穩定，數據傳輸速度快，數據量大的優點。單程<1秒,速度可達40 kbit/s
12.通過超級終端類似于AT指令方式設置程序，靈活設置通信參數
13.支持靜態IP，域名，SMS找IP等多種主機發現方式
技術參數：
◆ TCP/IP協議棧支持：TCP、UDP、FTP、SOCKET、TELNET、POP3、SMTP、HTTP
◆ 天線接口：50Ω/SMA 陰頭
◆ 數據傳輸方式：全透明數據傳輸
◆ 支持參數設置：TCP客戶、TCP服務器、UDP、設備透明傳輸等模式
◆ UIM卡：3V
◆ 串行數據接口：RS-232或RS-485
◆ 串行數據接口速率：300到115,200 bits/s
◆ 功能模式：掉線自動重新撥號功能 省電模式
◆ 設備功耗：待發射狀態約120mA；發射狀態約300mA，范圍200mA ~480mA
◆ 工作溫度：-10～+50℃
◆ 儲存溫度：-20～+75℃
◆ 相對濕度：95% (無凝結)
◆ 設備供電： +5V
◆ 工作溫度：-20℃ ～ +70℃
◆ 質量保證：三年
應用領域：
廣泛用于樓宇自動化控制、停車場設備聯網控制、交通聯網控制、PLC控制與管理、POS機的聯網、LED屏幕控制、工廠、車間、礦井、銀行、油田監控、電氣、航海通信 、其他RS-232/485設備聯網應用等遙控領域
如果客戶需求可以添加I/O控制功能：
GPRS DTU提供的I/O接口可以實現對電表的智能控制，通過中間電路控制實現電表的報警和斷電等智能處理。由于I/O的端口充裕和簡潔的程序控制實現使后續擴展更方便。
軟件實現模塊
數據接收發送：該部分是整個軟件的數據傳輸實現部分，其實現數據從電表終端到PC處理器的通訊，也實現PC通過GPRS DTU與抄表服務器的無線數據通訊。由于可靠性的需要我們采用TCP/IP方式和服務器端建立鏈路，并用短信模式進行通道補充，在連接中采取多可靠和錯誤處理機制來確保無線通信鏈路的通暢。錯誤處理機制包括：對DTU模塊復位、對整個系統進行軟復位、短信錯誤報警和短信錯誤修正。
數據分析模塊：數據分析模塊是有限透明處理的中心邏輯，負責對收發數據進行判斷。判斷內容包括：服務器下達指令的分類－分為對電表的通用指令和智能操作的操作指令；電表上傳服務器數據的分析—包括對數據情況的判別(是否需要進行智能控制)和數據的上行到服務器的處理；對短信指令的分類處理—分辨出配置指令和操作指令并進行相對應的處理。
數據智能控制：通過DTU的I/O接口對電表進行控制，包括報警、斷電等控制處理以及其他擴展處理。
參數配置處理：通過COM口和PC機連接，使用PC機上的配置軟件對所需參數進行配置，包括：服務器端的IP地址、端口號、傳輸協議、打包數據長度、時延等。通過接收到的短信配置命令對參數進行配置，該模式適合于遠距離作業時候的配置和處理。
數據分析：數據分析模塊是基于數據庫系統的一個TCP/UDP SERVER端，可以響應多個客戶端的連接請求，并對TCP/UDP數據包進行接收、存儲和分析，建立終端對應的數據分析、記錄數據庫，并提供數據分析和數據記錄查詢功能。
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