基于GPRS的通信基站用电监测终端

摘要

移动公司的通信基站具有数量大，分布面广，安装位置分散且情况复杂等特点。基站大多是租用民房，有些电表由电网公司安装，有些电表为业主安装。表的类型也非常多，既有感应式电能表，也有电子式电能表，还有IC卡电表。由于通信基站的上述特点，移动公司需要派专人经常抄表检查，然而人工抄表监控的缺陷特别突出，主要有：实时性差、工作量大、费用高、效率低。因此，为了加强用电管理和保障通信正常，设计一套基于远程抄表的通信基站用电监测系统是十分必要的。
　　 基于GPRS的通信基站用电监测系统是一个集电子电能计量技术、现场数据处理技术、远程无线数据传输技术、软件技术、系统集成技术等多项高新技术于一体的系统。
　　 本文设计了一种基于ATT7022B、MSP430F149和GPRS模块GTM900的通信基站用电监测终端。采用炬力集成公司生产的三相专用电能计量芯片ATT7022B完成各种电参数计量；采用继电器采样方案完成基站蓄电池电压采集；采用霍尔电流传感器方案完成蓄电池电流采集；采用DS18B20完成环境温度的采集。完成上述数据采集后，将数据与设定值比较实现故障诊断、报警。终端通过GTM900与服务器进行通讯，上传实时数据、告警数据和响应用户通过服务器或者手机下达的命令。
　　 全文分为6部分。第一章为课题背景，主要介绍基站用电监测的现状，给出了人工抄表的缺陷，分析了基于GPRS的通信基站用电监测终端的意义和可行性，最后给出了本课题的主要工作。第二章由两部分组成，第一部分主要介绍了电参数的定义以及采集方法；第二部分主要介绍了GPRS的特点和GPRS的传输协议。第三章主要介绍了整个终端的总体结构，系统的组成结构，并详细地介绍了终端的硬件设计以及工作原理。第四章主要介绍了终端的软件流程，详细介绍了软件设计过程，给出了主要软件流程图和通信协议。数据终端通过发送AT指令发送数据，服务器端通过Windows Socket通信，接收远端传输来的数据。第五章主要介绍了干扰的定义、分类以及带来的后果，给出了系统设计过程中实施的抗干扰技术。结论部分介绍了本论文的主要工作内容、课题创新点和其在用电管理中起的作用，最后结合基站防盗需求提出了基站视频监控的必要性。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 目前的基站用电监控情况

1.2 远程用电监控系统技术准备

1.2.1 电子计量技术与设备

1.2.2 远程数据传输技术和设备

1.2.3 数据处理软件系统

1.3 课题的主要工作

第2章 设计理论基础

2.1 电参数定义及其在ATT7022B 中的测量方法

2.1.1 电压、电流有效值的计算

2.1.2 有功功率、能量的计算

2.1.3 无功功率、能量的计算

2.1.4 视在功率、能量的计算

2.1.5 功率因数的计算

2.1.6 电压电流相角的计算

2.2 GPRS

2.2.1 GPRS的特点

2.2.2 GPRS业务应用

2.2.3 GPRS系统关键性能指标

2.2.4 GPRS传输协议

第3章 终端硬件设计

3.1 终端硬件框图及其主要功能

3.2 微处理器选型

3.3 电源模块的设计

3.4 复位电路设计

3.5 电参数计量的设计

3.5.1 ATT7022B功能以及外围硬件设计

3.5.2 微处理器与ATT7022B之间的数据交换

3.5.3 电参数数据的获取

3.5.4 校表方法

3.6 蓄电池电压采集电路的设计

3.7 蓄电池电流采集电路的设计

3.8 温度采集

3.9 终端日历时钟

3.10 数据保存电路的设计

3.11 GPRS远程通信设计

3.11.1 GPRS通信接口的硬件设计

3.11.2 重连机制的改进

3.12 显示模块的设计

第4章 终端软件设计

4.1 终端软件主流程设计

4.2 初始化流程设计

4.3 任务处理流程设计

4.3.1 判断告警信息

4.3.2 数据保存设计

4.3.3 串口0任务处理

4.3.4 GPRS任务处理

4.3.5 短信任务处理

4.3.6 服务器与GPRS网络的通信协议

第5章 系统可靠性设计

5.1 干扰的含义和分类

5.2 干扰的耦合方式

5.3 干扰产生的后果

5.4 基站用电监测终端采用的抗干扰技术

结论

参考文献

致谢

附录A （攻读学位期间所发表的学术论文）