基于nRF9E5和GPRS无线抄表终端的研究
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摘要
无线抄表技术是将电能表终端采集、传输和处理应用于电能量监控系统中的一项新技术。它从根本上克服了传统的人工抄表模式的弊端,而且能提供更多优质便捷的服务。
nRF9E5是挪威Nordic公司推出的无线通信芯片,具有性能优异、功耗低、使用方便等优点,且内嵌高性能的8051单片机。本文在GPRS无线抄表的基础上,利用nRF9E5的短距离无线通信,设计了一种适合电力用户比较集中的无线抄表终端。该终端包括安装在电力用户的智能电能表和区域中心的中继装置。无线抄表终端采用ADE7757电能专用测量芯片采集电能数据,nRF9E5对采集到的数据按“峰”、“平”、“谷”进行分类计算。中继装置采用轮流法定时地向智能电能表索取电能数据,它们之间的通信利用nRF9E5的无线射频功能来完成。
本文研究的基于nRF9E5和GPRS无线抄表终端充分利用了nRF9E5的硬件资源和GPRS的优越性能,生产成本和运行费用都很低,是一种具有发展前途的自动抄表装置。
Wireless Meter Reading is a new technology which applies electric power meter terminal’s acquisition, transmission and processing to the monitoring system of electric energy. It fundamentally overcomes the shortcomings of traditional manual meter reading, and also provides better and convenient services.
nRF9E5 is a wireless communication chip which is introduced by Nordic Semiconductor Inc of Norway. nRF9E5 has high performance, low power consumption, easy to apply and also embeds a high-performance 8051 SCM. Based on the GPRS wireless meter reading, this paper designs a wireless meter reading terminal using the short-haul wireless communication of nRF9E5, which is suitable for concentrative electric power users. The terminal includes the intelligent ammeter which is installed in electric power users and the relay device in regional center. The meter reading terminal collects the electric energy data using the appropriative electric energy measurement chip ADE7757, and classifies and calculates the data collected according to the“Peak”,“Peace”and“Valley”by the nRF9E5. The relay device obtains time the electric energy data of the intelligent ammeter used in rotation, and the communication between them is completed by the RF function of the nRF9E5.
The wireless meter reading terminal based on nRF9E5 and GPRS of this paper studying takes full advantage of the resources of nRF9E5 and the primely performance of GPRS. The terminal has low production costs and low operating costs, so it is an automatic meter reading devices of good development prospects.
nRF9E5是挪威Nordic公司推出的无线通信芯片,具有性能优异、功耗低、使用方便等优点,且内嵌高性能的8051单片机。本文在GPRS无线抄表的基础上,利用nRF9E5的短距离无线通信,设计了一种适合电力用户比较集中的无线抄表终端。该终端包括安装在电力用户的智能电能表和区域中心的中继装置。无线抄表终端采用ADE7757电能专用测量芯片采集电能数据,nRF9E5对采集到的数据按“峰”、“平”、“谷”进行分类计算。中继装置采用轮流法定时地向智能电能表索取电能数据,它们之间的通信利用nRF9E5的无线射频功能来完成。
本文研究的基于nRF9E5和GPRS无线抄表终端充分利用了nRF9E5的硬件资源和GPRS的优越性能,生产成本和运行费用都很低,是一种具有发展前途的自动抄表装置。
Wireless Meter Reading is a new technology which applies electric power meter terminal’s acquisition, transmission and processing to the monitoring system of electric energy. It fundamentally overcomes the shortcomings of traditional manual meter reading, and also provides better and convenient services.
nRF9E5 is a wireless communication chip which is introduced by Nordic Semiconductor Inc of Norway. nRF9E5 has high performance, low power consumption, easy to apply and also embeds a high-performance 8051 SCM. Based on the GPRS wireless meter reading, this paper designs a wireless meter reading terminal using the short-haul wireless communication of nRF9E5, which is suitable for concentrative electric power users. The terminal includes the intelligent ammeter which is installed in electric power users and the relay device in regional center. The meter reading terminal collects the electric energy data using the appropriative electric energy measurement chip ADE7757, and classifies and calculates the data collected according to the“Peak”,“Peace”and“Valley”by the nRF9E5. The relay device obtains time the electric energy data of the intelligent ammeter used in rotation, and the communication between them is completed by the RF function of the nRF9E5.
The wireless meter reading terminal based on nRF9E5 and GPRS of this paper studying takes full advantage of the resources of nRF9E5 and the primely performance of GPRS. The terminal has low production costs and low operating costs, so it is an automatic meter reading devices of good development prospects.
引文
[1]吴晓莉．基于GSM／GPRS网络通信的电能量遥测系统终端设计[D]．硕士学位论文，杭州：浙江大学，1999
[2]赵兴勇，等．远程自动抄表系统研究[J]．电力学报，2000，15(1)：34～36
[3]曾乃鸿．当前自动抄表技术的现状和展望[J]．华东电力，2001， (1)：57～59
[4]庄旭东．基于GPRS通讯网络的电能量遥测系统终端软件设计[D]．硕士学位论文，杭州：浙江大学，2003
[5]黄华明，等．基于低压电力载波的智能电表的设计[J]．电脑开发与应用，2005，18(2)： 28～32
[6]方蕾．低压电力线远程抄表系统后台管理软件的设计与研发[D]．硕士学位论文，武汉：武汉理工大学，2004
[7]赵雷．低压电力线载波扩频抄表技术研究与实现[D]．硕士学位论文，沈阳：沈阳理工大学，2005
[8]胡辉．电力线抄表系统软硬件的研究[D]．硕士学位论文，广州：中山大学，2003
[9]魏雄，余理富．基于CATV网络的自动抄表系统[J]．电子技术，2002，(3)：36～38
[10]满全安，石江明．基于HFC双向网的网络抄表系统的设计与应用[J]．有线电视技术，2005，(185)：59～63
[11]邹继军，等．基于：P89LPC932的红外抄表系统设计[J]．微型机与应用，2004， (12)： 17～19
[12]葛崇志．基于GPRS的电能量智能监控及计费系统的研究[D]．硕士学位论文，南京：南京理工大学，2004
[13]于国霞，等．基于SOC的无线自动抄表系统设计[J]．电测与仪表，2004，41 (459)： 29～32
[14]张平康，王艳玮．基于GSM模块开发嵌入式短信应用系统的设计方法[J]．西北电力技术，2004，(4)：1～3
[15]余先涛，等．基于GPRS技术的无线远程抄表的实现[J]．机电一体化，2005， (2)： 52～55
[16]候婷，等．GPRS无线数据传输终端的设计和实现[J]．微计算机信息，2006，22(23)：287～289
[17]鲍卫兵，等．GPRS在远程抄表终端中应用[J]．浙江工业大学学报，2006，34 (4)： 420～424
[18]王琦．基于嵌入式操作系统的远程抄表监控终端设计[D]．硕士学位论文，青岛：中国海洋大学，2005
[19]周莉．电力系统远程自动抄表及窃电监察系统[D]．硕士学位论文，武汉：武汉大学，2004
[20]程杰．基于低压电力线载波和GPRS的集抄系统研究[D]．硕士学位论文，南京：南京林业大学，2004
[21]徐承志．数字式多费率电能表自动抄表系统的研发[D]．硕士学位论文，武汉：武汉理工大学，2004
[22]张强．远程集中抄表系统应用研究[D]．硕士学位论文，南京：南京理工大学，2003
[23]孔建华．智能远程抄表系统的设计与开发[D]．硕士学位论文，南京：南京理工大学，2005
[24]求是科技．单片机通信技术与工程实践[M]．北京：人民邮电出版社，2005
[25]Nordic VLSI Inc．433／868／915MHz RF Transceiver with Embedded 8051Compatible Microcontroller and 4 Input．10 Bit ADC，2004
[26]蒋俊峰．无线收发芯片比较与选择[J]．今日电子，2003， (9)-58-60
[27]郑启忠，等．射频SoC nRF9E5及无线数据传输系统的实现[J]．单片机与嵌入式系统应用，2004，(8)：51～54
[28]广州周立功单片机发展有限公司．Keil C51使用技巧及实战．2002
[29]Keil Software Inc．uVision入门教程．2001
[30]郑启忠，等．12864-12 LCD模块与射频SoC nRF9E5的串行接口设计[J]．现代显示，2004，45(5)：50～53
[31]季一锦，尹明德．一种基于nRF9E5的无线监测局域网系统的设计[J]．国外电子元器件，2004，(12)：22～25
[32]张炳达，翁情安．基于nRF9E5和GPRS的无线抄表系统[J]．电子技术应用，2006，(12)：79～81
[33]Microchip Technology Inc．25AA320 DataSheet．2004
[34]Analog Devices Inc．Energy Metering IC with Integrated Oscillator (ADE7757)．2003
[35]郭自勇，等．内置振动器的电能测量芯片ADE7757及其应用[J]．国外电子元器件，2003，(7)：64～66
[36]刘毅，刘宇怀．无线智能抄表终端[J]．电子技术，2003，(6)-22-24
[37]王瑞阳．基于ADE7757的智能电能计量仪[J]．机电工程，22(6)-22-24
[38]Siemens Inc．MC35 DataSheet．2001
[39]Siemens Inc．MC35 Hardware Interface Description．2001
[40]Siemens Inc．AT Command Set Siemens Cellular Engines，Version 04．00．2002
[41]Siemens Inc．Updating MC35 Firmwarevia Serial or SIM Interface，Version 02.00．2002
[42]吕捷．GPRS技术[M]．北京：北京邮电大学出版社，2001
[43]顾肇基．GSM网络与GPRS[M]．北京：电子工业出版社，2001
[44]韩冰，李芬华．GPRS技术在数据采集与监控系统中的应用[J]．电子技术，2003，(8)：26～29
[45]http：／／www．mc21st．com／techfield／systech／GPRS／11．htm．GPRS知识荟萃
[46]张占新，等．基于MC35的无线数据采集系统[J]．微计算机信息，2005，21 (7-1)： 100～102
[47]毛永毅．TC35及其在短消息自动抄表系统中的应用[J]．仪表技术，2002，(3)：9～11
[48]高锋，季瑞松．基于GSM的短信模块TC35在远程抄表上的应用[J]．电工技术杂志，2004，(9)：32～35
[49]黄承安，等．基于GPRS的远程仪表监控系统[J]．电测与仪表，2003，40(452)：42~45
[50]常云，等．GPRS在电能计量远抄系统中的应用[J]．电测与仪表，2005，42 (469)：42～44
[51]严利平，刘和平．电能计量装置的无线抄表系统[J]．单片机与嵌入式系统应用，2001，(7)：59～62
[52]杨冬梅，戴丽娜．电能计量自动抄表技术的研讨[J]．东北电力技术，2005，(6)：46-49
[53]闵涛，等．电能量计量系统接入方案及功能实施[J]．电网技术，2003，27(8)- 59-63
[54]LCD在线．LCD在线液晶显示器技术手册12864—12．2003
[55]http：／／www．lcdline．com．2004
[56]夏科芬，黄道平．基于GPRS技术的无线远程抄表系统[J]．控制工程，2005， 12：161～164
[57]夏科芬，黄道平．基于GPRS技术的无线远程抄表系统在电力部门的应用[J]．中国农村水电及电气化，2005，(10)：43～46
[58]刘雪厚．基于GSM数据传输的远程抄表计费系统[D]．硕士学位论文，大连：大连理工大学，2003
[59]王新余．电能数据采集及计费自动化系统的研究[J]．计算机工程与应用，2002,(6)：240-243
[2]赵兴勇，等．远程自动抄表系统研究[J]．电力学报，2000，15(1)：34～36
[3]曾乃鸿．当前自动抄表技术的现状和展望[J]．华东电力，2001， (1)：57～59
[4]庄旭东．基于GPRS通讯网络的电能量遥测系统终端软件设计[D]．硕士学位论文，杭州：浙江大学，2003
[5]黄华明，等．基于低压电力载波的智能电表的设计[J]．电脑开发与应用，2005，18(2)： 28～32
[6]方蕾．低压电力线远程抄表系统后台管理软件的设计与研发[D]．硕士学位论文，武汉：武汉理工大学，2004
[7]赵雷．低压电力线载波扩频抄表技术研究与实现[D]．硕士学位论文，沈阳：沈阳理工大学，2005
[8]胡辉．电力线抄表系统软硬件的研究[D]．硕士学位论文，广州：中山大学，2003
[9]魏雄，余理富．基于CATV网络的自动抄表系统[J]．电子技术，2002，(3)：36～38
[10]满全安，石江明．基于HFC双向网的网络抄表系统的设计与应用[J]．有线电视技术，2005，(185)：59～63
[11]邹继军，等．基于：P89LPC932的红外抄表系统设计[J]．微型机与应用，2004， (12)： 17～19
[12]葛崇志．基于GPRS的电能量智能监控及计费系统的研究[D]．硕士学位论文，南京：南京理工大学，2004
[13]于国霞，等．基于SOC的无线自动抄表系统设计[J]．电测与仪表，2004，41 (459)： 29～32
[14]张平康，王艳玮．基于GSM模块开发嵌入式短信应用系统的设计方法[J]．西北电力技术，2004，(4)：1～3
[15]余先涛，等．基于GPRS技术的无线远程抄表的实现[J]．机电一体化，2005， (2)： 52～55
[16]候婷，等．GPRS无线数据传输终端的设计和实现[J]．微计算机信息，2006，22(23)：287～289
[17]鲍卫兵，等．GPRS在远程抄表终端中应用[J]．浙江工业大学学报，2006，34 (4)： 420～424
[18]王琦．基于嵌入式操作系统的远程抄表监控终端设计[D]．硕士学位论文，青岛：中国海洋大学，2005
[19]周莉．电力系统远程自动抄表及窃电监察系统[D]．硕士学位论文，武汉：武汉大学，2004
[20]程杰．基于低压电力线载波和GPRS的集抄系统研究[D]．硕士学位论文，南京：南京林业大学，2004
[21]徐承志．数字式多费率电能表自动抄表系统的研发[D]．硕士学位论文，武汉：武汉理工大学，2004
[22]张强．远程集中抄表系统应用研究[D]．硕士学位论文，南京：南京理工大学，2003
[23]孔建华．智能远程抄表系统的设计与开发[D]．硕士学位论文，南京：南京理工大学，2005
[24]求是科技．单片机通信技术与工程实践[M]．北京：人民邮电出版社，2005
[25]Nordic VLSI Inc．433／868／915MHz RF Transceiver with Embedded 8051Compatible Microcontroller and 4 Input．10 Bit ADC，2004
[26]蒋俊峰．无线收发芯片比较与选择[J]．今日电子，2003， (9)-58-60
[27]郑启忠，等．射频SoC nRF9E5及无线数据传输系统的实现[J]．单片机与嵌入式系统应用，2004，(8)：51～54
[28]广州周立功单片机发展有限公司．Keil C51使用技巧及实战．2002
[29]Keil Software Inc．uVision入门教程．2001
[30]郑启忠，等．12864-12 LCD模块与射频SoC nRF9E5的串行接口设计[J]．现代显示，2004，45(5)：50～53
[31]季一锦，尹明德．一种基于nRF9E5的无线监测局域网系统的设计[J]．国外电子元器件，2004，(12)：22～25
[32]张炳达，翁情安．基于nRF9E5和GPRS的无线抄表系统[J]．电子技术应用，2006，(12)：79～81
[33]Microchip Technology Inc．25AA320 DataSheet．2004
[34]Analog Devices Inc．Energy Metering IC with Integrated Oscillator (ADE7757)．2003
[35]郭自勇，等．内置振动器的电能测量芯片ADE7757及其应用[J]．国外电子元器件，2003，(7)：64～66
[36]刘毅，刘宇怀．无线智能抄表终端[J]．电子技术，2003，(6)-22-24
[37]王瑞阳．基于ADE7757的智能电能计量仪[J]．机电工程，22(6)-22-24
[38]Siemens Inc．MC35 DataSheet．2001
[39]Siemens Inc．MC35 Hardware Interface Description．2001
[40]Siemens Inc．AT Command Set Siemens Cellular Engines，Version 04．00．2002
[41]Siemens Inc．Updating MC35 Firmwarevia Serial or SIM Interface，Version 02.00．2002
[42]吕捷．GPRS技术[M]．北京：北京邮电大学出版社，2001
[43]顾肇基．GSM网络与GPRS[M]．北京：电子工业出版社，2001
[44]韩冰，李芬华．GPRS技术在数据采集与监控系统中的应用[J]．电子技术，2003，(8)：26～29
[45]http：／／www．mc21st．com／techfield／systech／GPRS／11．htm．GPRS知识荟萃
[46]张占新，等．基于MC35的无线数据采集系统[J]．微计算机信息，2005，21 (7-1)： 100～102
[47]毛永毅．TC35及其在短消息自动抄表系统中的应用[J]．仪表技术，2002，(3)：9～11
[48]高锋，季瑞松．基于GSM的短信模块TC35在远程抄表上的应用[J]．电工技术杂志，2004，(9)：32～35
[49]黄承安，等．基于GPRS的远程仪表监控系统[J]．电测与仪表，2003，40(452)：42~45
[50]常云，等．GPRS在电能计量远抄系统中的应用[J]．电测与仪表，2005，42 (469)：42～44
[51]严利平，刘和平．电能计量装置的无线抄表系统[J]．单片机与嵌入式系统应用，2001，(7)：59～62
[52]杨冬梅，戴丽娜．电能计量自动抄表技术的研讨[J]．东北电力技术，2005，(6)：46-49
[53]闵涛，等．电能量计量系统接入方案及功能实施[J]．电网技术，2003，27(8)- 59-63
[54]LCD在线．LCD在线液晶显示器技术手册12864—12．2003
[55]http：／／www．lcdline．com．2004
[56]夏科芬，黄道平．基于GPRS技术的无线远程抄表系统[J]．控制工程，2005， 12：161～164
[57]夏科芬，黄道平．基于GPRS技术的无线远程抄表系统在电力部门的应用[J]．中国农村水电及电气化，2005，(10)：43～46
[58]刘雪厚．基于GSM数据传输的远程抄表计费系统[D]．硕士学位论文，大连：大连理工大学，2003
[59]王新余．电能数据采集及计费自动化系统的研究[J]．计算机工程与应用，2002,(6)：240-243
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