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基于GPRS供水管网抄表系统的设计与实现

发布时间:2020-07-21 17:54:03 阅读: 来源:鸡蛋厂家

1 引言 供水管线是城市基础设施,供水管网管理与维护的成功与否,直接关系到城市居民生活、工业生产和社会发展。随着给水管网的扩展规模迅速扩大,管网信息数据以指数级增加,传统的人工管理系统存在着费人力、速度慢、统计数据准确性差、实时性差等不足,已无法满足管网数据量大、动态更新等要求。充分考虑到数据采集点多且分散野外的特点,系统借助先进成熟的GPRS传输技术,将传感器采集来的水量通过GPRS发送给数据服务中心,并由WEB发布。利用计算机管理减轻工程技术人员的劳动强度,提高工作效率。虽然采用M23G GPRS模块进行研发的厂商很多,但资料很少,这里提供详细的解决方案。由于供水管网终端均在野外,该设计主要解决低功耗问题。同时还解决数据服务中心的安全性和可靠性问题。

本文引用地址: 系统总概 该设计提出远程抄水表系统是一个小型的分布式智能测控系统,终端是由BenQ公司的M23G GPRS模块,Micmchip公司的PICl6F873A和潍微公司WS02型水量计数器构成。由于采用蓄电池供电,所以节能和功耗是比较重要的问题。系统采用定时开启GPRS模块收发数据,其他时间只有PICl6F873A在低功耗模式下采集水量。当M23G模块及外围电路正常启动后,由PICl6F873A和M23G GPRS模块进行USART通信,将启动GPRS功能的AT命令写入到模块中,直到与数据服务中心连接成功,再将定时所计水量传送给数据中心,传送完毕后,关闭模块,实现节能。数据服务中心通过WEB站点发布实时和历史信息。图1为系统总体框架图。

3 M23G GPRS模块 BenO公司的无线通信模块M23G GPRS是原M23的升级无铅版.其内部集成PPP和TCP/IP协议栈;支持网络类型GPRS CLASS 8,GPRS Class B;支持EGSM 900 MHz,DCS1 800 MHz,PCS 1 900 MHz无铅三频模块。重量轻,体积小,功耗低,工作稳定可靠,性价比高,使用范围广泛。3.1 M23G模块启动电路 由于模块PWON引脚拉低至少保持120 ms才能使该模块启动,所以将此引脚直接接地,实现启动模块。在正常上电后,M23G模块如果已检测到正确的SIM卡和网络,LED引脚就保持500 ms的低高电平变换,此时发光二极管GPRS也随之亮或灭。 SIM卡作为特殊型智能卡,采用标准的接触式IC卡。该模块遵循ISO7816(接触式集成电路IC卡的规定)和ETSI(欧洲电信标准委员会)的GSMll.11等标准规范,与SIM卡座相连接。SIM_CLK为SIM时钟,SIM_RST为SIM复位,SIM_I0为SIM卡数据输入输出,VRSLM产生SIM卡3 V供电电压。图2为:M23G模块启动电路及SIM卡电路。

3.2 M23G模块电源设计 M23G的电压工作范围为3.3~4.5 V,此系统采用3.3 V供电。在GPRS模式下,最大电流消耗不大于280 mA。模块的电流消耗为脉冲形式,消耗峰值电流最多可达1.7 A,所以在模块电源部分需要加较大耦合电容,且走线宽度大于50 mil。若是电源从一层走到另外一层时,必然采用均匀的多个过孔来降低干扰。因此要特别注意电源的布线问题,抑制干扰和防止出现纹波烧坏模块。

3.3 配置M23G模块软件设计 PICl6F873A通过引脚电平变化中断检测到LED引脚的变化,说明模块硬件初始化完毕。PIC16F873A发送初始化AT指令:设置MS功能:AT+CFUN=1;自动运营商选:AT+COPS=O;设置DTE波特率:AT+IPR=0(自动检测);设置MS的类别:AT+CGCLASS=B”;GPRS链接设置:AT+CGATT=1:激活:PDP上下文(激活GPRS服务):AT+CGACT=1;ME错误报告设置:AT+CMEE=2;GPRS网络注册状态:AT+CGREG=2;不允许进入深度睡眠:AT$NOSLEEP=1。初始化结束后进入GPRS数据传输的设置:定义PDP上下文(设置接入网关):AT+CGDCONT=1,“IP”,“CMNET”;用于PDP上下文激活的PCO字符串:AT%CGPCO=1,“PAP..”,l;设置目的地址:AT$DESTINFO=“目的IP”,l(1:TCP,2:UDP),端口,0(0:禁用DNS,1:启用DNS)拨号连接:ATD*97#。该过程结束后,就可以发送数据。在对模块配置AT指令时,如果所发送的指令正确,模块返回0K,反之则返回ERROR。需要注意的是,先将模块的硬件启动全部结束后再配置AT指令.且配置按照上述顺序进行即可实现数据通信。

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