電池供電遠傳系統(tǒng)在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、電池供電遠傳系統(tǒng)在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用一、概述：電池供電遠傳系統(tǒng)是結(jié)合微功耗電池供電 LRTU作為無線遠傳單元、ABB 電池供電型電磁流量計作為采集單元的一種僅需要鋰電池供電的遠程計量、監(jiān) 測的抄表系統(tǒng)。該系統(tǒng)緊密配合現(xiàn)行自來水行業(yè)的管理體制、工作流程而設(shè)計 的，可高效實現(xiàn)供水管理現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字信息化的理想系統(tǒng)。解決了現(xiàn) 場沒有市電或不方便安裝太陽能電池而又需要監(jiān)測管網(wǎng)流量的問題。系統(tǒng)簡介:ABB電池供電型電磁流童AEE電池供電型電磁涼量EL電也供電迂傳系統(tǒng)拓撲圏For pers onal use only in study and research; not for commercial

2、use該系統(tǒng)主要由LRTU采集遠傳單元、電池供電型電磁流量計、短信接收 MODEM 和中心服務(wù)器組成。(一)、微功耗電池供電 LRTU 無線傳輸單元：For personal use only in study and research; not for commercial use該系統(tǒng)采用 PIC 系列的微功耗 MCU 單片機作為主 CPU；GPRS 模塊采用 華為 GTM900-C 芯片作為傳輸模塊；使用鐵電作為系統(tǒng)時鐘和存儲單元。1系統(tǒng)工作方式：為降低功耗 LRTU 采用“運行休眠運行”的方式工作。因該系統(tǒng)設(shè)計為 每半小時或每一小時采集一次流量計的數(shù)據(jù)， 所以 LRTU 可以在采集和發(fā)

3、送數(shù)據(jù) 外的時間處于休眠狀態(tài)。在休眠模式下系統(tǒng)的主振蕩器停止工作，MCU 進入休眠模式。此時只有輔助振蕩器在工作，這樣就可以大大降低功耗，延長電池的 工作時間。For personal use only in study and research; not for commercial use2 LRTU 的喚醒機制：PIC 系列的 MCU 支持外部中斷、外部復(fù)位或 WDT 超時喚醒。因該系統(tǒng)是 在無人的環(huán)境工作需要自動喚醒，所以該系統(tǒng)采用 WDT 看門狗超時自動喚醒 機制。3 LRTU 和 GPRS 模塊通訊：LRTU 使用標(biāo)準(zhǔn) AT 指令集和 GPRS 模塊通訊。通過串口發(fā)送AT命令，即可

4、使用GPRS模塊。串行線對端的應(yīng)用設(shè)備包括 終端設(shè)備 ( Terminal EquipmeTEnt)、 數(shù)據(jù) 終端設(shè)備 DTE (Data Terminal Equipme nt)或其他應(yīng)用設(shè)備，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 2。LRTU-MCU網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)消息圖2ARUT與GPRS模塊結(jié)構(gòu)圖4. LRTU和流量計的通訊:采用RS485總線方式5. 存儲器鐵電：該系統(tǒng)的存儲器采用的是鐵電存儲器，內(nèi)嵌實時時鐘。在對數(shù)據(jù)存儲的安全性及可靠性要求極高的場合，如門禁考勤系統(tǒng)、稅控收款機、預(yù)付費電度表或復(fù)費率電度表等應(yīng)用場合，采用高可靠性的鐵電存儲器是極佳的數(shù)據(jù)存儲方案。鐵電存儲器（FRAM ）是Romtron公 司的專

5、利技術(shù)產(chǎn)品，兼?zhèn)?RAM和ROM的性能，被認為是可能取代各類 存儲器的超級存儲器。鐵電存儲器相對于其他類型的存儲器主要具有三大特點：幾乎可以像RAM那樣無限次寫入；鐵電存儲器可以跟隨總線速度寫入，無需任何 的寫入等待時間；超低功耗，寫入時的能量消耗僅為E2PROM的1/2500。 由于具有以上特點，因而鐵電存儲器為高可靠性的數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域提供了良 好的解決方案。6. LRTU的工作模式：在系統(tǒng)供電后自動進入休眠模式， 等待WDT超時喚醒后，LRTU讀 取系統(tǒng)時間，判斷是否該采集數(shù)據(jù)，如果該采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過RS485和流量計通訊采集瞬時、正向累積、反向累積等并保存在鐵電存儲器中等待 發(fā)送。判斷是否

6、該發(fā)送數(shù)據(jù)，如果到發(fā)送時間，LRTU將保存在鐵電中的數(shù)據(jù)以短信的方式發(fā)送到中心。然后LRTU進入休眠模式，等待下次WDT超時喚醒。LRTU工作流程見圖3。圖3. LRT工作流程圖（二）、GPRS通訊模塊：華為GTM900-C無線模塊是一款兩頻段 GSM/GPRS無線模塊。它支持標(biāo)準(zhǔn)的 AT命令及增強AT命令，提供豐富的語音和 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等功能，是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀鞣N應(yīng)用的理想解決方案。（三）、電池供電型電磁流量計：ABB公司的AquaMaster 3TM是高性能的電磁流量計，完全 使用電池供電。采用 RS485總線方式和其它設(shè)備通訊。其 RS485模 塊通常模式下處于關(guān)斷狀態(tài)，必須使用喚醒指令將其

7、喚醒后才能正常 通訊，當(dāng)檢測到10s內(nèi)RS485總線上沒有數(shù)據(jù)時自動進入關(guān)斷模式。 RS485模塊工作流程見圖4。圖4流量計啟動RS485流程（四）、短信MODEM和中心服務(wù)器：1 .短信 MODEM :短信MODEM通過RS232和中心服務(wù)其連接。主要負責(zé) 接收現(xiàn)場LRTU發(fā)送來的短信和向LRTU發(fā)送相關(guān)查詢和設(shè) 置指令。2.中心服務(wù)器:中心服務(wù)器有工控機和UPS不間斷電源組成1）、系統(tǒng)功能設(shè)計：系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)。主要功能設(shè)計是以三層管理體 系結(jié)構(gòu)為模型。采用通用的數(shù)據(jù)接口將遠傳水表的數(shù)據(jù) 納入到供水綜合信息管理系統(tǒng)中。2）、軟件功能模塊概述：本系統(tǒng)共分為七個部分：系統(tǒng)設(shè)置、原始數(shù)據(jù)錄入、

8、數(shù)據(jù)自動備份、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、營業(yè)背景信息維護、歷史數(shù) 據(jù)查詢、報表打印及賬務(wù)管理。天津大用戶計量）供水爭創(chuàng)用3）、中心查詢數(shù)據(jù)如下圖:303030辭t時何正向累計捋數(shù)反向累計拆教1正向抬教部反向相教差憤實用2014-3-9 15W：0010Q123814459709702014-3-9 140:00J0112F1745100010001002014-3 13:00:00購125174S1000100J1002014.J-9 imOQ97123517然10000001002014-J-9JOO1233191001004?0100開姑時聞:曲卩函年？總月寫日結(jié)東吋間一畫衛(wèi)區(qū)域.酣站點TIAWIN WA

9、TEROfiKS GAOUP三、使用情況及展望：“該系統(tǒng)目前已在天津市廣泛使用”總之，遠傳抄表及時和自動抄表系統(tǒng)自身科技含量高，技 術(shù)難度大，尤其電池供電的遠程抄表系統(tǒng)在供水中的應(yīng)用解決 了因傳統(tǒng)市電布線距離遠、不易取電和太陽能電池受天氣等因素不能對偏遠管道檢測的問題。隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展而促進遠傳技術(shù)和自動抄表技術(shù)的不斷創(chuàng)新，不斷發(fā)展，在未來的 國內(nèi)市場電池供電的遠程抄表系統(tǒng)有著遠大的發(fā)展前景。參考文獻：1 城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) CJ/T 224-2006電子遠傳水表。2 國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 778.1-2007/ISO 4064.1-2005封閉滿管道中水流量的測量。3 華為 GTM900-C 無線模塊 AT 命令手冊 V1.01_090527。4 AquaMaster 3電池流量計編程指南 COI/FET2XX-EN A 版。僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l e tude et la recherche uniquemen