基于GPRS短信通信方式进行数据传输变电所计量通信系统设计.docVIP

系统硬件设计 3.1 GPRS收发装置系统硬件设计 3.1.1 GPRS收发装置组网方案 结合GPRS的特点和变电所计量通信系统的具体要求，系统主监控计算机与Internet以固定IP通过GPRS/Modem连接。每次通信时现场终端首先登陆GPRS网络，通过GPRS网络和Internet网向固定的IP地址发送短消息，也就是说现场终端的电能表发出的电力数据通过GPRS/Modem每次按固定IP地址登陆主监控计算机与之建立通信，实现数据的实时传输。 3.1.2 无线Modem短信收发模块设计 目前，国内已经开始使用的GSM模块有Falcom的A2D系列、Wavecome的WMO2系列、西门子的TC35系列、爱立信的DM10/DM20 系列、中兴的ZXGM18系列等。而且这些模块的功能、用法差别不大。其中西门子的TC35系列模块性价比很高，并且已经有国内的无线电设备入网证。所以本设计选用的是西门子TC35系列的TC35i。 TC35i是西门子推出的必威体育精装版的无线模块，该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输,方便用户的应用开发及设计。功能上与TC35兼容，设计紧凑,大大缩小了用户产品的体积。TC35i与GSM 2/2+兼容、双频(GSM900/GSMl800)、RS232数据口、符合ETSI标准GSM0707和GSM0705，且易于升级为GPRS模块。 无线Modem与PC机连接示意图如图3-1所示： 图3-1 无线Modem与PC机连接示意图 TC35i模块应用接口采用40脚的Zip插座，包含的引脚功能有：3.3～5.5V、峰值为2A的直流电源接口，模拟音频输入、输出接口，8个引脚的标准RS232信号接口，6个引脚符合GSM11.11标准的SIM 卡连接、控制接口。 这40个引脚可以划分为5类,即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。 第1~14脚为电源部分：1~5 为电源电压输入端Vbatt+,6~10为电源地GND,11、12为充电引脚,13为对外输出电压(共外电路使用),14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻。 第24~29为SIM卡引脚,分别为CCIN、 CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND。33~40为语音接口,用来接电话手柄。 第15、30、31和32脚为控制部分：15为点火线 IGT(Ignition), 当TC35i通电后必须给IGT一个大于100ms低电平,模块才启动;30为RTC backup,31为Power down,32为SYNC。 第16~23脚为数据输入/输出,分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。 基带处理器集成了一个与ISO 7816-3 IC Card标准兼容的SIM接口。为了适合外部的SIM接口，该接口连接到主接口(ZIF连接器)。在GSM11.11为SIM卡预留5个引脚的基础上，TC35在ZIF连接器上为SIM卡接口预留了6个引脚，所添加的CCIO引脚用来检测SIM卡支架中是否插有SIM卡。当插入SIM卡，该引脚置为高电平时，系统方可进入正常工作。 无线Modem元件图如图3-2所示： 图3-2 3.1.3 电源电路设计 电源电路分为充电电池和稳压电源模块两部分：充电电池主要为整个系统提供3.6V工作电压，同时产生MAX232所需要的高电平；三端电源模块LM2576将外部＋12V直流电源转换为＋5V，连到TC35i的11、12引脚，在充电模式下，为TC35i提供＋5V、500mA的充电电源。 电源电路如图3-3所示： 图3-3 TC35i电源电路 TC35i模块工作电压为3.3～5 V，稳定工作电压4.4V左右，在启动连接登陆网络的传输过程中要求电源能提供2 A的峰值电流、不大于400 mV的压降，因为在数据传输过程中当电压的波动大于400 mV时，TC35i模块认为工作电压过低而自动关闭TC35i模块。因此在设计TC35i模块的电源时必须考虑电压下降的可能性，保证最小电压高于4V。PC直流输出电压通过比较电路与基准电压进行比较，误差电压由通断时间比例控制电路调整直流输出电压，线路滤波器防止交流信号噪声输入，抑制电源内部产生的反馈噪声。 ?控制接口电路的目的是利用PC串行通讯的DTR和RTS信号线分别控制TC35i模块IGT点火线和EMERG0FF强制关闭线，实现PC对TC35i模块的启动和关闭控制。启动TC35i模块时，为使TC35i模块上电10ms后(供电电压必须大于4V)正常工作，须在IGT引脚加时长至少为100ms的低电平信号，该信号下降沿时小于1ms，启动后IGT引脚的信号保持高电平；关闭TC35i模块时，须在EME