實現無線遠程抄表應用方案中的4G DTU

    在抄表方式上，使用GPRS /4GDTU遠程自動無線抄表終端，解決了傳統手工抄表方法存在的速度慢、可靠性差、自動化程度低等問題。經過幾年的實際應用，收到了較好的效果，已成為我國用電管理的主流。

    經過多年的發展，電力已經成為國家最重要能源之一，并逐步滿足了工業用電和居民用電的需求，解決了電力能源的供需矛盾。同時，電子技術、計算機技術和網絡技術的發展給供電部門和用電部門、居委會或物業管理部門在供用電管理的規范化、自動化和收費網絡化方面提供了可能。在電度表改造或研制方面，出現了磁卡式電表、電卡式電表、RFID/IC卡電表、全電子電表、帶有通信接口的電度表等多種類型的表計。在抄表方式上，使用GPRS/4G DTU遠程自動無線抄表終端，解決了傳統手工抄表方法存在的速度慢、可靠性差、自動化程度低等問題。經過幾年的實際應用，收到了較好的效果，已成為我國用電管理的主流。

一、GPRS/4G DTU遠程無線抄表終端的體系結構

      GPRS/4G DTU遠程無線抄表終端就是通過GPRS/4G無線網絡來采集遠程工業電表和民用電表的電表示數，并將采集到的數據通過無線的形式傳輸到用電管理部門，實現抄表無線自動化。在整個過程中無需人工參與，方便了用戶又提高了效率。

      整個GPRS/4G DTU無線抄表系統的體系主要由系統管理中心、數據轉接器、無線傳輸模塊（GPRS/4G DTU）、帶有通信接口的智能電表等部分組成。整個系統的體系結構是一個典型的集散控制系統，它具有樹型網絡結構。

二、GPRS/4G DTU無線抄表系統設計考慮的幾個主要問題

１.電表的選擇

   隨著電子技術、單片機技術在電表中的應用，出現了智能化電表，大體上可分為兩種類型：帶有微處理器的機電式和全電子式。機電式借用原感應式電度表的機芯，通過光電傳感器讀取轉盤轉數來測量用戶的用電量，如磁卡式電表、電卡式電表、IC卡電表等；而全電子式電度表則采用電壓電流隔離方式，進行A/D轉換，將采樣值相乘并累計計算用戶的用電量。機電式智能電表成本較低，主要用于單相電度表，適合于居民用戶使用全電子式電表主要用于三相電計費，針對企業應用。為了實現遠程自動無線抄表，應選擇配有通信接口的智能電表，通常有RS-485、RS-232、CAN總線收發器或紅外等幾種接口形式。

２.通信方式

   GPRS/4G DTU遠程無線抄表終端的核心是利用計算機網絡與通信技術，通過GPRS/4G無線網絡、雙絞線、電話線、電力線紅外線等通信方式，自動統計各個用戶的用電量，并送傳到遠程監控中心，實現抄表自動化。在這里我們著重介紹一下GPRS/4G無線網絡傳輸的抄表方式。

       GPRS無線通信方式不受時間地域的限制，只要移動網絡能夠覆蓋到的區域都能夠時間無線抄表，同時GPRS/4G DTU無線抄表模塊還能夠保持長期在線狀態，管理中心只要通過計算機就能隨時得到電表的準確數據。

３.數據轉接器

   不同的傳輸媒介，數據轉接器的類型也不一樣，如：電話線，數據轉接器即為有線MODEM；電力線，數據轉接器即為電力線MODEM；視頻線，數據轉接器即為CABLE MODEM；對于小區綜合布線系統（PDS），數據轉接器又為網卡的形式。

４.無線傳輸模塊（GRPS/4G DTU）

   在具有樹型網絡結構的遠程無線抄表系統中，GPRS/4G DTU無線傳輸模塊相當于一個智能管理機。

   其主要功能：一是收集所屬各電度表的數據（如電表示數、電表狀態）并進行處理，然后按照中心臺的要求，將數據由數據轉接器經通信介質傳輸至中心臺。二是能夠根據中心臺的命令，存儲所屬電度表的地址，并對所屬電度表的重要參數（如電表常數、電表底數）進行設置；三是具有組網功能，并能夠與多個電表之間點對點或點對多點的信號聯絡和數據傳輸。

三、GPRS/4G DTU無線抄表系統的優化設計

      在設計遠程自動無線抄表終端時，應考慮數據傳輸的可靠性、工程實施的可行性、系統兼容性及可擴展性，同時還應使該系統具有投資少、見效快、應用范圍廣泛等特點。

１.對于現有的布線系統

   對已建設好的小區，在構建GPRS4G DTU無線抄表系統時，應盡量減少線路的改造，充分利用現有的各種布線系統。在這種情況下，數據傳輸的通信媒介采用無線方式，其設計方案為：系統管理中心與無線傳輸模塊（GPRS/4G DTU）之間的通信媒介可用GPRS/4G無線網絡，通信方式采用移動無線通信方式。無線傳輸模塊(GPRS/4G DTU)與電表之間可采用短信方式。

２.對于新型小區綜合布線系統（PDS）或光纖同軸混

   合網（HFC）對于新型小區，應充分利用各種各樣的網絡資源，實現基于無線網絡的抄表模式。其設計方案為：系統管理中心與無線傳輸模塊（GPRS/4G DTU）之間的通信媒介選用小區綜合布線系統，無線傳輸模塊（GPRS/4G DTU）與電表之間可采用雙絞線方式。

      由于GPRS/4G無線通信方式在自動無線抄表終端中的成功應用，使GPRS/4G DTU無線抄表終端得到了迅速發展。若自動無線抄表終端接入計算機網絡，則可以直接通過后臺完成收費，大大地提高了經濟效益和社會效益。

產品簡介

 廈門才茂CM510-72F DTU是一款工業級無線數據傳輸設備，支持移動、聯通、電信運營商的無線網絡，支持7模全網通網絡：GPRS/CDMA/WCDMA/

TD-SCDMA/EDGE/FDD-LTE/TDD-LTE；設備為用戶提供TCP/UDP透明無線遠距離數據傳輸功能。

 設備支持串口RS232接口、RS485接口，設備可以直連客戶的上述接口設備，把客戶的PLC設備、工控設備的數據透明傳輸到客戶的數據中心，實現對客戶端設備的數據采集、數據傳輸、設備控制等功能。

該產品采用ARM7工業級高性能嵌入式處理器，以實時操作系統為軟件支撐平臺，超大內存；設備提供在線維持技術，保持數據終端永久在線，保存數據鏈路任何時候暢通，實現高速、穩定、可靠的透明數據傳輸功能。

該產品擁有ARM7工業級處理器和智能三級保護，不但通過電力3000V電擊測試，還擁有專利技術，產品性能穩定可靠。

該產品取得摩爾實驗室出具的“環境可靠性測試報告”，測試項目包含：高溫80℃/濕度85%、低溫-30℃等測試。其中高溫、低溫測試分別在該環境下連續收發數據4小時。

該產品已廣泛應用于電力集中抄表、水表集中抄表、熱網監控、燃氣監控、水利監控、環保檢測、氣象檢測、地震監測，交通控制等等行業。