Digi RCM3110實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表功能的應(yīng)用
1、應(yīng)用背景：
隨著國(guó)內(nèi)電力事業(yè)前所未有的發(fā)展，電力資源的需求也迅速增長(zhǎng)。 電能計(jì)量是現(xiàn)代電力營(yíng)銷系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)的電量結(jié)算是依靠人工定期到現(xiàn)場(chǎng)抄取數(shù)據(jù)，在實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和應(yīng)用性等方面都存在諸多不足之處。電力部門面臨著如何準(zhǔn)確、及時(shí)結(jié)算購售電量和系統(tǒng)網(wǎng)損等工作，為了能夠更好地為經(jīng)營(yíng)決策提供有力的數(shù)據(jù)依據(jù)，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電力部門數(shù)據(jù)的信息化和自動(dòng)化勢(shì)在必行。
所采用的技術(shù)主要是利用RCM3100模塊和GSM無線調(diào)制解調(diào)器基于GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表。在中南地區(qū)某國(guó)際知名電表公司的產(chǎn)品中，就利用Digi的核心功能模塊RCM3110作為邏輯控制器，和西門子的GSM/GPRS無線調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程抄表功能。
2、GPRS簡(jiǎn)介
GPRS（General Packet Radio Service），通用無線分組業(yè)務(wù)，是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接。數(shù)據(jù)傳輸速率最高理論值可達(dá)128k，目前接入速率可達(dá)到40k（與之對(duì)比，普通電話撥號(hào)的接入速率為56K），能滿足用戶無線數(shù)據(jù)通訊的需求。
3、功能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)介
要實(shí)現(xiàn)基于GPRS網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程抄表，就必須達(dá)到一下要求：
A, 系統(tǒng)能自動(dòng)通過GPRS公網(wǎng)無線遠(yuǎn)程抄表，能自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷分析，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)報(bào)警。
B, 數(shù)據(jù)采集點(diǎn)設(shè)備可以保存一定的數(shù)據(jù)量，一旦斷電要求數(shù)據(jù)不能丟失。中心服務(wù)器可以設(shè)定定時(shí)抄表，也可以實(shí)時(shí)抄表。
C, 中心服務(wù)器除了可以抄當(dāng)天的全部數(shù)據(jù)外，還可以抄以前一段時(shí)間內(nèi)任何一天的定時(shí)抄表數(shù)據(jù)及總數(shù)據(jù)。
D, 要求具有數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。
實(shí)現(xiàn)的解決方案中，系統(tǒng)主要由具有“遠(yuǎn)程抄表功能的電表”和“中心服務(wù)器”組成。
“遠(yuǎn)程抄表功能的電表”主要功能是采集用戶用電數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，定期通過GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)，接受中心服務(wù)器指令等。
“中心服務(wù)器”是基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個(gè)TCP/UDP SERVER端，可以響應(yīng)多個(gè)客戶端的連接請(qǐng)求，并對(duì)TCP/UDP數(shù)據(jù)包進(jìn)行接收、存儲(chǔ)和分析，建立終端對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分析、記錄數(shù)據(jù)庫，并提供數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)記錄查詢功能。通過統(tǒng)計(jì)分析，及時(shí)統(tǒng)計(jì)各用電計(jì)量裝置所上傳的數(shù)據(jù)，同時(shí)也可及早發(fā)現(xiàn)用電網(wǎng)絡(luò)所出現(xiàn)的不平衡問題。并通過各種方式向管理人員提供查詢分析功能。
系統(tǒng)方案如圖1：
圖1：系統(tǒng)方案原理圖
4、遠(yuǎn)程抄表功能的實(shí)現(xiàn)
主要采用RCM3110核心功能模塊作為邏輯控制器，如圖2所以。
圖2：RCM3110
RCM3110是基于功能強(qiáng)大的Rabbit 3000™ 微處理器，工作頻率為29.4 MHz；工作電壓為3.3 V (可接受5 V的I/O)；內(nèi)置多種措施減少EMI，包括時(shí)鐘擴(kuò)展頻譜等，低電磁輻射典型值<10 dB µV/m @ 3 m；256K Flash/128K SRAM；54 個(gè)數(shù)字量I/O口；6個(gè)串口 (IrDA, SDLC/HDLC，異步串口, SPI)；低功耗的”休眠” 模式 (<2mA)；積緊湊：47*42mm；綜合其特點(diǎn)，是需要快速開發(fā)和部署嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的理想選擇。
其邏輯控制的應(yīng)用程序開發(fā)是使用經(jīng)過業(yè)界實(shí)踐證明的Dynamic C® 軟件開發(fā)系統(tǒng)：專門為基于Rabbit系統(tǒng)而開發(fā)的集成C編輯器、編譯器、裝載程序和調(diào)試器的開發(fā)系統(tǒng)。用戶可以編寫、編譯、調(diào)試C和匯編程序，而不用離開Dynamic C 開發(fā)環(huán)境, 并且無須昂貴的芯片仿真器。免費(fèi)提供全部源代碼的TCP/IP 協(xié)議棧包含在Dynamic C和任意一個(gè)開發(fā)包中。如圖3 所示，遠(yuǎn)程抄表功能的電表構(gòu)造。
圖3：遠(yuǎn)程抄表功能的電表構(gòu)造
5 結(jié)語：
基于Rabbit的RCM3110的模塊實(shí)現(xiàn)電表的遠(yuǎn)程抄表功能，提升的電表的應(yīng)用性能和場(chǎng)合。對(duì)于電表公司來說，提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，順應(yīng)了時(shí)代的技術(shù)和應(yīng)用要求。當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)類似的功能，RCM系列的模塊中還有很多款型號(hào)適合做類似的應(yīng)用。主要看用戶和產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的具體特點(diǎn)。用戶可以參考相關(guān)的文檔或網(wǎng)站。
隨著國(guó)內(nèi)電力事業(yè)前所未有的發(fā)展，電力資源的需求也迅速增長(zhǎng)。 電能計(jì)量是現(xiàn)代電力營(yíng)銷系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)的電量結(jié)算是依靠人工定期到現(xiàn)場(chǎng)抄取數(shù)據(jù)，在實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和應(yīng)用性等方面都存在諸多不足之處。電力部門面臨著如何準(zhǔn)確、及時(shí)結(jié)算購售電量和系統(tǒng)網(wǎng)損等工作，為了能夠更好地為經(jīng)營(yíng)決策提供有力的數(shù)據(jù)依據(jù)，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電力部門數(shù)據(jù)的信息化和自動(dòng)化勢(shì)在必行。
所采用的技術(shù)主要是利用RCM3100模塊和GSM無線調(diào)制解調(diào)器基于GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表。在中南地區(qū)某國(guó)際知名電表公司的產(chǎn)品中，就利用Digi的核心功能模塊RCM3110作為邏輯控制器，和西門子的GSM/GPRS無線調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程抄表功能。
2、GPRS簡(jiǎn)介
GPRS（General Packet Radio Service），通用無線分組業(yè)務(wù)，是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接。數(shù)據(jù)傳輸速率最高理論值可達(dá)128k，目前接入速率可達(dá)到40k（與之對(duì)比，普通電話撥號(hào)的接入速率為56K），能滿足用戶無線數(shù)據(jù)通訊的需求。
3、功能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)介
要實(shí)現(xiàn)基于GPRS網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程抄表，就必須達(dá)到一下要求：
A, 系統(tǒng)能自動(dòng)通過GPRS公網(wǎng)無線遠(yuǎn)程抄表，能自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷分析，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)報(bào)警。
B, 數(shù)據(jù)采集點(diǎn)設(shè)備可以保存一定的數(shù)據(jù)量，一旦斷電要求數(shù)據(jù)不能丟失。中心服務(wù)器可以設(shè)定定時(shí)抄表，也可以實(shí)時(shí)抄表。
C, 中心服務(wù)器除了可以抄當(dāng)天的全部數(shù)據(jù)外，還可以抄以前一段時(shí)間內(nèi)任何一天的定時(shí)抄表數(shù)據(jù)及總數(shù)據(jù)。
D, 要求具有數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。
實(shí)現(xiàn)的解決方案中，系統(tǒng)主要由具有“遠(yuǎn)程抄表功能的電表”和“中心服務(wù)器”組成。
“遠(yuǎn)程抄表功能的電表”主要功能是采集用戶用電數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，定期通過GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)，接受中心服務(wù)器指令等。
“中心服務(wù)器”是基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個(gè)TCP/UDP SERVER端，可以響應(yīng)多個(gè)客戶端的連接請(qǐng)求，并對(duì)TCP/UDP數(shù)據(jù)包進(jìn)行接收、存儲(chǔ)和分析，建立終端對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分析、記錄數(shù)據(jù)庫，并提供數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)記錄查詢功能。通過統(tǒng)計(jì)分析，及時(shí)統(tǒng)計(jì)各用電計(jì)量裝置所上傳的數(shù)據(jù)，同時(shí)也可及早發(fā)現(xiàn)用電網(wǎng)絡(luò)所出現(xiàn)的不平衡問題。并通過各種方式向管理人員提供查詢分析功能。
系統(tǒng)方案如圖1：
圖1：系統(tǒng)方案原理圖
4、遠(yuǎn)程抄表功能的實(shí)現(xiàn)
主要采用RCM3110核心功能模塊作為邏輯控制器，如圖2所以。
圖2：RCM3110
RCM3110是基于功能強(qiáng)大的Rabbit 3000™ 微處理器，工作頻率為29.4 MHz；工作電壓為3.3 V (可接受5 V的I/O)；內(nèi)置多種措施減少EMI，包括時(shí)鐘擴(kuò)展頻譜等，低電磁輻射典型值<10 dB µV/m @ 3 m；256K Flash/128K SRAM；54 個(gè)數(shù)字量I/O口；6個(gè)串口 (IrDA, SDLC/HDLC，異步串口, SPI)；低功耗的”休眠” 模式 (<2mA)；積緊湊：47*42mm；綜合其特點(diǎn)，是需要快速開發(fā)和部署嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的理想選擇。
其邏輯控制的應(yīng)用程序開發(fā)是使用經(jīng)過業(yè)界實(shí)踐證明的Dynamic C® 軟件開發(fā)系統(tǒng)：專門為基于Rabbit系統(tǒng)而開發(fā)的集成C編輯器、編譯器、裝載程序和調(diào)試器的開發(fā)系統(tǒng)。用戶可以編寫、編譯、調(diào)試C和匯編程序，而不用離開Dynamic C 開發(fā)環(huán)境, 并且無須昂貴的芯片仿真器。免費(fèi)提供全部源代碼的TCP/IP 協(xié)議棧包含在Dynamic C和任意一個(gè)開發(fā)包中。如圖3 所示，遠(yuǎn)程抄表功能的電表構(gòu)造。
圖3：遠(yuǎn)程抄表功能的電表構(gòu)造
5 結(jié)語：
基于Rabbit的RCM3110的模塊實(shí)現(xiàn)電表的遠(yuǎn)程抄表功能，提升的電表的應(yīng)用性能和場(chǎng)合。對(duì)于電表公司來說，提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，順應(yīng)了時(shí)代的技術(shù)和應(yīng)用要求。當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)類似的功能，RCM系列的模塊中還有很多款型號(hào)適合做類似的應(yīng)用。主要看用戶和產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的具體特點(diǎn)。用戶可以參考相關(guān)的文檔或網(wǎng)站。
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