用于電力營銷的互動化智能終端設計分析

凌華慧

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司谷城縣供電公司，襄陽 441700）

1 互動化智能終端的硬件設計分析

互動化智能終端主要基于STM32處理器的嵌入系統(tǒng)，在實際的設計過程中，為了保證其指令吞吐量得到提升，通常情況下主要將32位CPU所使用三級流水線。其中最大的尋址空間為4GB.與此同時，還集成了UART、GPIO總線等外設。右側(cè)圖為智能終端硬件框架圖，從圖中可以明顯觀察到，主要通過SPI接口進行FLASH，不但可以進行電能數(shù)據(jù)存取，而且還可以用于設置抄表參數(shù)。其中8205芯片主要通過I2C總線完成連接。該步驟的設計主要用于對電表進行廣播校時、以及實時抄表等；而LCD主要用于顯示相關信息：例如余額信息、用戶信息等；LED主要對GPRS網(wǎng)絡狀態(tài)作出正確指示，例如故障信息、網(wǎng)絡信號強度等。

基于整體終端設計來講，不僅保證了系統(tǒng)正常運行，而且也為智能終端的多功能實現(xiàn)提供了重要的基礎保障。通常情況下，所使用的通信方式主要包括以下幾種：即紅外、RS485、RFID、GPRS。其中智能終端在進行通信時，主要通過GPRS模塊連接網(wǎng)絡實現(xiàn)多種功能，例如遠程抄表、遠程控制、身份驗證等。此外，通過用戶CPU卡通信、自動化主站系統(tǒng)、GPRS等實現(xiàn)以下功能，例如售電記錄查詢、用戶余額查詢等。而電能表與RS485進行通信，可以實現(xiàn)電表控制、抄電等功能。

1.1 紅外通信設計

為了實現(xiàn)兩點間距離保密通信目標，通常情況下主要借助紅外技術(shù)進行紅外通信設計。一般情況下，主要由兩個部分組成：即接收系統(tǒng)與紅外發(fā)射。通常主要運用發(fā)射系統(tǒng)對紅外輻射源調(diào)制，當完成此環(huán)節(jié)工作后，再進行紅外信號發(fā)射。在信號的接收過程中，接收系統(tǒng)主要借助光學裝置、及紅外探測器完成這一操作，而上述這種設置構(gòu)成了紅外通信系統(tǒng)。其中電力紅外模塊分為兩部分，即發(fā)射電路與接收電路。例如，從發(fā)射電路的角度來分析，要想順利完成數(shù)據(jù)發(fā)射工作，則需要借助STM32處理器的串口進行。其中38kHz的載波信號主要由PWM引腳產(chǎn)生，基于以上兩種信號的相互作用下，紅外發(fā)射管完成信息發(fā)送。此外，在接收電路過程中，而紅外光信號經(jīng)過紅外接收器進行處理，可以直接轉(zhuǎn)化為電信號，而后在經(jīng)過解調(diào)電路進行解調(diào)，并由RXIR接收。

1.2 RFID通信設計

當前，對于智能終端的RFID模塊而言，主要通過STM32與I2C進行通信，通過天線與用戶卡通信。而用戶卡與RFID閱讀器間來講，為了實現(xiàn)射頻信號空間耦合，則需要發(fā)揮耦合軟件的作用方可實現(xiàn)該目標。在耦合通道內(nèi)，通過時序關系，不僅可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換，而且還能夠達到能量的傳遞。

1.3 RS485通信設計

通過RS485可以實現(xiàn)智能電表與智能采集終端之間通信，同時RS485收發(fā)器在實際的運用過程中，往往具有一定抑制共模干擾的能力，這主要得益于其采用平衡發(fā)送與差分接收。而STM32主要利用UART與RS485模塊通信，其通信芯片主要以ZT13085E為主，實現(xiàn)RS485差分信號與TTL電平的轉(zhuǎn)換。在ZT13085輸入端，收發(fā)數(shù)據(jù)與控制信號光電轉(zhuǎn)換，主要通過3個光耦實現(xiàn)這一目標。通過DE/RE接下拉電阻，極大的保障了ZT13085處于接收狀態(tài)。

2 互動化智能終端的軟件設計

系統(tǒng)軟件涵蓋了諸多方面的任務，具體主要體現(xiàn)在刷卡任務、事件處理任務等。其中，在互動化智能終端軟件設計過程中，主要采用了模塊化設計，并且對于其系統(tǒng)軟件的中的各個任務，都包含了不同的功能設置。具體主要體現(xiàn)在以下幾點內(nèi)容：

（1）主任務：當STM32復位的情況下，此時可執(zhí)行硬件與軟件的初始化操作。當完成上述操作后，可將操作系統(tǒng)內(nèi)核進行啟動。與此同時，要根據(jù)具體的操作流程，創(chuàng)建各個任務，同時應用程序開始運行。

（2）紅外通信任務：該任務主要是注重發(fā)揮紅外通信功能設備的優(yōu)勢，以此來達到終端維護的目的。

（3）事件處理任務：當前這項任務主要為了處理吸引突發(fā)的故障，或者其他相關的緊急事件。其中主要包括重要事件上報、事件記錄、通信故障等。

（4）刷卡任務：通常主要是指智能終端與CPU卡間通信業(yè)務，在實際的應用過程中，主要以RFID閱讀器為工具，實現(xiàn)本地合閘、本地查詢等業(yè)務。同時，關于用戶名、余額等信息，都會在LCD上顯示出來。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文主要以STM32處理器作為核心，同時運用了RS485、RFID、GPRS等通信方式，對整個電力營銷方案作出了綜合方面的規(guī)劃設計，并且當前這種設計方式，不僅提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且還保證了系統(tǒng)的實時性。此外，該智能終端成功的與遠程抄表、用戶卡、智能電表等功能于一體，并以此實現(xiàn)了電力部門雙向互動目標。當前這一目標的實現(xiàn)，不但有效的提升了電力部門的整體水平，而且極大的滿足了客戶的需求，為電力企業(yè)的發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。