基于si4432的新型微功率无线抄表系统的设计

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1、基于Si4432的新型微功率无线抄表系统的设计陈博，徐建政，刘霄（山东大学电气工程学院，济南250061）摘要：针对目前智能电网规划的提出和对智能电表数据采集集中层是有集中器和采集器的大量需求，本文设计了一种基于Si4432无线芯组成。集中器是一个配电区域电能信息采片和RS485通信标准的无线抄表系统。本系统具有集和控制的设备，通过信道对其管辖的低成本低，组网快，稳定性高，可扩展性好的特点。压采集器和各类电能表的信息进行采集、本文概略介绍了抄表系统的硬件组成以及对无线处理、存储和控制，并通过远程信道与主Mesh网络分级路由协议

2、的改进。站交换数据。它具有与手持设备交换数据关键词：无线抄表；自组网；Si4432；路由协议的能力，这样可以方便现场施工和后期设备维护。采集器是用于处理和采集用户多0引言个电能表电能信息，并通过无线射频信道随着国家提出建设坚强的智能电网计与集中器交换数据，通过RS485线与电能划以及能源市场化进程的加速和人们环保表连接。意识的不断增强，电力行业的管理对数据的电能表是最基本的，也是最末端的设采集和传输手段要求越来越高，原有的抄表备，要求其具备自动抄表的功能。电子式电模式已经不能满足需求。能表本身就具备这个功能可以通过标准人工智能

3、化无线集中抄表系统是基于RS485串口通信协议直接与采集器相连，通微功率短距离无线通信技术，采用数字信号过RS485接口将数据传至采集器。单片射频收发芯片，单片机技术与微控制器1.2系统硬件介绍和少量外围器件构成专用或通用无线通信集中器是整个抄表系统的核心单元，在模块的有机结合。有利于完善抄表管理模式整个通信系统中起着桥梁作用。决定整个系提高工作效率和准确性。本文提出了一种基统的性能。于Si4432[1]的无线抄表系统，其通信质量好、成本低、工作可靠、经济实用，能够迅速的统计低压时线损，降低人员劳动强度和用电成本，同时对于加强

4、用电管理和合供配电可靠性都有着积极的意义。1系统总体设计1.1系统基本组成本套微功率无线抄表系统有三部分组成：主站计算机处理系统（上层）、数据采集集中层（中层）和电能表（下层）。如图1所示。图1自动抄表系统的基本组成主站计算机管理系统是由工作站和相集中器MCU采用Philiphs公司的基于应软件构成，分别接收和储存各用户的电力ARM7的LPC2138微控制器，它是一个支数据，进行统计、分析、汇总计费和报表打持实时仿真和嵌入式跟踪的32位微控制器，印等工作。担当着整个系统的总控制及管理处理速度更快，其主要性能有：内核是工作。AR

5、M7TDMI-S，超小的LQFP64封装，有132KB的片内静态SRAM和512KB片内高冻结数据。本系统采用ATMEL公司的速FLASH程序存储器，具有丰富的外设资AT45DB161-TS作为系统的外部存储Flash。源；128位宽度接口/加速器可实现高达它具有2M的存储容量。60MHz的频率，可实现在线编程和非易失2系统基本工作原理性程序存储；2个32位定时器；2个10位8路ADC；1个10位DAC；PWM通道；47在微功率无线抄表系统中，通过采集器对路GPIO；9个边缘触发的外部中断；具有客户端电能表数据进行采集，然后通

6、过一定独立电源和时钟的RTC；两个串行接口，以的信道，将数据传给集中器，集中器再把数满足不同通信的需要。内含向量中断控制据上传给主站用来进行电费统计，电能管理。器，可配置中断优先级和向量地址。片内过程如下：（1）集中器与主站之间通过GPRSBoot装载程序可以实现在系统/应用编程无线网络实现通信，它分为两类：一是有主（ISP/IAP），具有空闲和掉电2种低功耗模站下发命令，终端进行处理，组织数据帧上式，并可通过外部中断唤醒。如图2所示。传到主站；二是采集器主动上传数据给主站。（2）集中器收到主站的采集数据命令后通过无线跳变网络

7、，将命令发给采集器。（3）采集器与电能表通过RS-485标准串性接口连接，根据645通信协议电表通过RS-485接口向采集器返回报文即电能表数据。采集器再将这些数据打包后通过无线跳变网络传给集中器，集中器再将数据包利用GPRS网络发送给主站进行处理。3无线抄表自组网实现图2集中器MCU原理框图集中器安装的GPRS通信模块采用无线自组网是一种多跳频率的临时性自SIMCOM公司的SIM300，它是工业级手机模治系统且无基础设施的移动网络。它有一族带块，封装了TCP/IP协议转换，硬件实现比较有无线射频收发装置的移动终端节点方便。S

8、IM300提供了标准RS232接口，只需（Si4432）组成，是一个多跳的临时性无中心用串口线就能把它与单片机连接。控制命令采网络，可以在任何时刻、任何地点快速组建的用SIMCOM提供的AT命令集，可控制模块进一个通信网络。网络中每个终端可以自由移动行话音通信或数据通信。且地