電力營銷管理工作中抄、核、收工作是經(jīng)營管理效益體現(xiàn)的一個重要環(huán)節(jié)，抄表數(shù)據(jù)的真實性、準確性與抄表工作質量的好壞成正比關系。目前我國國內電表的讀取方式主要有三種:(1)傳統(tǒng)的人工抄表方式。需到用戶處讀取數(shù)據(jù),返回局后將數(shù)據(jù)匯總、統(tǒng)計等工作。(2)預付電費方式。抄表人無須到用戶處,用戶通過銀行繳費,供電方按購買額供電,完成抄表收費工作。(3)遠程抄表方式。監(jiān)控中心通過遠程通信系統(tǒng)(例如電力線載波、公共電話網(wǎng)等)自動獲取電表數(shù)據(jù)。

    目前國內普遍采用的還是人工抄表方式,部分地區(qū)開始使用遠程抄表的方  式。但是傳統(tǒng)的人工抄表已經(jīng)無法滿足電力系統(tǒng)的管理和服務需求，不僅不能保證數(shù)據(jù)的準確性和實時性,而且浪費大量的人力和時間,并給用戶帶來不便，效率低、誤差大、成本高。當前,GSM移動通信得到了迅速的普及（GSM是由歐洲電信標準組織ETSI制訂的一個數(shù)字移動通信標準。GSM 是Global System of Mobile communication（移動通訊系統(tǒng)）的英文縮寫，它的空中接口采用時分多址技術。自90年代中期投入商用以來，被超過100個國家采用。GSM標準的設備占據(jù)當前蜂窩移動通信設備市場80%以上。是當前應用為廣泛的移動電話標準。GSM 較之它以前的標準的不同是它的信令和語音信道都是數(shù)字式的。）,一些基于GSM的無線應用產品,如車載和遙控等系統(tǒng)開始不斷出現(xiàn)。

    在電力抄表系統(tǒng)中,由于對實時性和數(shù)據(jù)的傳輸量及傳輸速度要求不是很高,因此可以利用GSM短消息業(yè)務(Short Message Service,SMS)進行數(shù)據(jù)傳輸。SMS具有隨時隨地獲取信息的功能,且通信費用低,應用系統(tǒng)相對簡單,易于推廣使用。利用現(xiàn)有的SMS網(wǎng)絡平臺,可以用較少的投入構造一個適合特定業(yè)務需求的、專用的短信息服務系統(tǒng)。本文即利用中興通訊公司的GSM無線調制解調器ZXGM18（ZXGM18是中興通訊公司推出的GSM無線調制解調器，主要為語言傳輸、短消息發(fā)送提供無線接口，并可軟件升級提供數(shù)據(jù)業(yè)務。集成了完整的射頻電路和GSM基帶處理器，特別適合于開發(fā)一些GSM的無線應用產品，如監(jiān)控、調度、車載和遙控等系統(tǒng)，也可以直接作為終端產品進行語音和短消息的傳輸，應用范圍十分廣泛。由于ZXGM18提供了完整的GSM的無線接口，用戶只需要較少的研發(fā)投入，就可以集成自己的無線應用系統(tǒng):用戶可將ZXGM18作為一個模塊，通過RS232串口與自己的無線應用系統(tǒng)相連，并使用標準的AT命令控制ZXGM18的工作，進入GSM網(wǎng)絡。用戶只需要做一些人機界面方面的開發(fā)，就可以完成整個系統(tǒng)的集成工作。ZXGM18也可簡稱為GSM模塊。）,通過短消息業(yè)務實現(xiàn)了電力數(shù)據(jù)的無線傳輸系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的硬件及軟件進行說明。

    1 系統(tǒng)結構設計

　　該系統(tǒng)主要由中心控制室、遠端子站和子站設置器三個組成。中心控制室主要完成啟動抄表、電力數(shù)據(jù)的顯示、存儲和分析以及接收遠端子站的跳閘信息等工作。而遠端子站則在收到啟動抄表命令后進行讀表工作,并將電力數(shù)據(jù)組織成自定義格式后通過短消息發(fā)送到中心控制室。同時,子站還對電表箱的狀態(tài)進行監(jiān)控,一旦檢測到有非法開啟狀態(tài)則會在跳閘斷電的同時發(fā)送跳閘信息到中心控制室。子站設置器用于遠端子站的設置工作,包括設置中心控制室的SIM卡號碼和子站電表數(shù)目。另外如果需要,還可以設置子站SIM卡的短消息服務中心地址。系統(tǒng)總體結構圖如圖1所示。

　　系統(tǒng)中采用的短消息業(yè)務是GSM系統(tǒng)提供給用戶的一種數(shù)字業(yè)務,具有雙向通信能力。SMS利用了短消息服務中心(SMSC)的存儲和轉發(fā)機制,當接收端關機或不在服務區(qū)時,SMSC會暫存短消息;當接收端開機并處在服務區(qū)后(一般在24小時內),SMSC立即把該短消息發(fā)給接收端。每條短消息可以傳送160個7位編碼數(shù)據(jù)或140個8位編碼數(shù)據(jù),或70個UNICODE碼。如果超過這個長度則需分多條短消息發(fā)送。本系統(tǒng)中發(fā)送的短消息數(shù)據(jù)區(qū)都加入了自定義的命令碼和狀態(tài)碼,具有較強的安全性。

    2 硬件設計

　　系統(tǒng)的硬件設計也相應地分為中心控制室、遠端子站和設置器三個部分。其中,中心控制室的硬件設計相對比較簡單。三個部分的硬件設計框圖如圖2所示。

    2.1 中心控制室

　　由于ZXGM18集成了完整的GSM功能,為用戶提供了較完備的系統(tǒng)連接接口,包括外部電源、串行接口以及可能需要的外部SIM和音頻接口,因此中控室硬件部分主要完成ZXGM18模塊外圍的電源電路以及與主機的串行通信電路的設計。需要注意二個問題:①為保證模塊正常工作,電源電路設計時應有2A的峰值電流輸出能力;②與模塊進行串行通信時,信號電平要進行轉換,不能超過3.3V,否則會對模塊造成損壞。

    2.2 遠端子站

　　子站與外部主要有三個數(shù)據(jù)通道,分別實現(xiàn)與ZXGM18模塊、設置器和電表的數(shù)據(jù)交換。由于雙方使用的電平標準不一致，在經(jīng)過相應的電平轉換后,子站與ZXGM18模塊利用模塊提供的UART接口通信與設置器采用RS-232串行通信,與多塊電表則利用RS-485總線進行通信。另外還包括非法開箱檢測輸入信號和跳閘輸出信號。子站的微控制器（Micro Control Unit，MCU）采用了ATMEL公司的AT89C52,省略了外部程序存儲器的設計。子站硬件框圖中的多路復用器用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)通道的切換。

    2.3 設置器

　　設置器主要包括鍵盤、LCD顯示和串行通信電路等部分,可以設置子站的中控室SIM號碼和各個電表的表號,如果需要還可以設置子站的短消息服務中心號碼。

    3  軟件設計

　　系統(tǒng)軟件主要包括中控室主控程序、遠端子站下位機程序以及設置器設置程序三個部分。設置器設置程序比較簡單,主要實現(xiàn)輸入號碼的顯示和發(fā)送。中控室主控程序主要完成子站及其電表的注冊、注銷等管理工作和啟動讀表操作以及電表數(shù)據(jù)的存儲、顯示和分析工作,同時還監(jiān)聽子站的跳閘信息并進行報警。其中,與ZXGM18模塊的通信工作比較特殊,需要使用專門的AT命令集。針對不同的GSM無線MODEM模塊,具體的AT命令的參數(shù)是有所不同,支持的消息模式也會不同,如ZXGM18只支持Text模式、西門子C35I只支持PDU(Protocol Description Unit)模式等。其中Text模式是基于ASCII字符的,頭信息和消息內容分別由不同的命令參數(shù)定義。而PDU模式是基于二進制字符串的,數(shù)據(jù)和代碼都已經(jīng)過了編碼。系統(tǒng)中主要用到的AT命令(采用具有自動開機功能的模塊)如表1所示。

　　遠端子站下位機程序軟件流程圖如圖3所示。上電后首先檢測ZXGM18模塊是否能正常找到網(wǎng)絡,找到后則與設置器進行握手操作,握手成功后就等待設置器的各個設置命令,否則進入等待讀表命令狀態(tài)。圖中的“跳閘”標志位在定時中斷程序中設置。該程序周期性檢測有無非法開箱動作,檢測為真則置位“跳閘”標志位。

    4  結束語

　　利用GSM網(wǎng)絡短消息業(yè)務實現(xiàn)的電力遠程抄表系統(tǒng)具有良好的移動性,不需要建立專用無線通信網(wǎng)絡,同時可靠性也得到保證。本系統(tǒng)已經(jīng)在某市供電分局進入試用階段,到目前為止系統(tǒng)運行良好。使用過程中節(jié)省了人力、財力，大大提高電力營銷的自動化程度，相信這種方式會有比較廣闊的應用前景。