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      用于電力營銷的互動化智能終端設計分析

      2020-02-19 17:55:28凌華慧
      數(shù)字通信世界 2020年1期
      關鍵詞:電表紅外終端

      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。

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