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基于4G DTU模块的无线抄表系统

2020-02-13 11:32:34 58

4G DTU 是一种物联网无线数据终端,利用公用运营商网络 4G 网络为用户提供无线长距离数据传输功能。4G DTU 采用高性能的 ARM 处理器和工业级无线模块,以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台,同时提供 RS232 和 RS485(或 RS422)接口,可直接连接串口设备,实现数据透明传输功能。

4G DTU 在无线抄表领域的应用

经过多年的发展,电力已经成为国家最重要能源之一,并逐步满足了工业用电和居民用电的需求,解决了电力能源的供需矛盾。同时,电子技术、计算机技术和网络技术的发展给供电部门和用电部门、居委会或物业管理部门在供用电管理的规范化、自动化和收费网络化方面提供了可能。在电度表改造或研制方面,出现了磁卡式电表、电卡式电表、IC 卡电表、全电子电表、带有通信接口的电度表等多种类型的表计。在抄表方式上,使用4G DTU 远程自动无线抄表终端,解决了传统手工抄表方法存在的速度慢、可靠性差、自动化程度低等问题。

4G DTU 远程无线抄表终端的体系结构:

4G DTU 远程无线抄表终端就是通过 4G 无线网络来采集远程工业电表和民用电表的电表示数,并将采集到的数据通过无线的形式传输到用电管理部门,实现抄表无线自动化。在整个过程中无需人工参与,方便了用户又提高了效率。

整个 4G DTU 无线抄表系统的体系主要由系统管理中心、数据转接器、无线传输模块、带有通信接口的智能电表等部分组成。

4G DTU 无线抄表系统设计中考虑的几个主要问题:

1、电表的选择

随着电子技术、单片机技术在电表中的应用,出现了智能化电表,大体上可分为两种类型:带有微处理器的机电式和全电子式。机电式借用原感应式电度表的机芯,通过光电传感器读取转盘转数来测量用户的用电量,如磁卡式电表、电卡式电表、IC 卡电表等;而全电子式电度表则采用电压电流隔离方式,进行 A/D 转换,将采样值相乘并累计计算用户的用电量。机电式智能电表成本较低,主要用于单相电度表,适合于居民用户使用全电子式电表主要用于三相电计费,针对企业应用。为了实现远程自动无线抄表,应选择配有通信接口的智能电表,通常有 RS-485、RS-232、CAN 总线收发器或红外等几种接口形式。

2、通信方式

4G DTU 远程无线抄表终端的核心是利用计算机网络与通信技术,通过 4G 无线网络,自动统计各个用户的用电量,并送传到远程监控中心,实现抄表自动化。在这里我们着重介绍一下 4G 无线网络传输的抄表方式。

4G 无线通信方式不受时间地域的限制,只要移动网络能够覆盖到的区域都能够时间无线抄表,同时 4G DTU 无线抄表模块还能够保持长期在线状态,管理中心只要通过计算机就能随时得到电表的准确数据。

3、无线传输模块(4G DTU)

在具有树型网络结构的远程无线抄表系统中,4G DTU 无线传输模块相当于一个智能管理机。

其主要功能:一是收集所属各电度表的数据(如电表示数、电表状态)并进行处理,然后按照中心台的要求,将数据由数据转接器经通信介质传输至中心台;二是能够根据中心台的命令,存储所属电度表的地址,并对所属电度表的重要参数(如电表常数、电表底数)进行设置;三是具有组网功能,并能够与多个电表之间点对点或点对多点的信号联络和数据传输。

设计4G DTU 无线抄表系统时还应考虑:

在设计远程自动无线抄表终端时,应考虑数据传输的可靠性、工程实施的可行性、系统兼容性及可扩展性,同时还应使该系统具有投资少、见效快、应用范围广泛等特点。

1、对于现有的布线系统

对已建设好的小区,在构建 4G DTU 无线抄表系统时,应尽量减少线路的改造,充分利用现有的各种布线系统。在这种情况下,数据传输的通信媒介采用无线方式,其设计方案为:系统管理中心与无线传输模块(4G DTU)之间的通信媒介可用 4G 无线网络,通信方式采用移动无线通信方式。无线传输模块(4G DTU)与电表之间可采用短信方式。

2、对于新型小区综合布线系统(PDS)或光纤同轴混

合网(HFC)对于新型小区,应充分利用各种各样的网络资源,实现基于无线网络的抄表模式。其设计方案为:系统管理中心与无线传输模块(4G DTU)之间的通信媒介选用小区综合布线系统。

4G DTU 的应用领域

4G DTU 已广泛应用于物联网产业链中的 M2M 行业,如智能电网、智能交通、智能家居、金融、移动 POS 终端、供应链自动化、工业自动化、智能建筑、消防、公共安全、环境保护、气象、数字化医疗、遥感勘测、农业、林业、水务、煤矿、石化等领域。在这些领域中,4G DTU 起到了很大的作用,为助力建设新型智慧城市添砖加瓦。

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