1、248文章編號：1001-3997(2011)03-0248-02機械設計與制造MachineryDesign&Manufacture第3期2011年3月GPRS遠程抄表系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)*劉洋任工昌苗新強黎忠炎(陜西科技大學機電工程學院，西安710021)DesignandimplementationofGPRS-basedremotemeterreadingsystemsLIUYang,RENGong-chang,MIAOXin-qiang,LIZhong-yan(ShannxiUniversityofScienceandTechnologyXi'an710021China)

2、【摘要】結(jié)合當前抄表系統(tǒng)自動化水平低的實際情況，利用先進的GPRS無線通信技術(shù)，實現(xiàn)了電詳細地給出了網(wǎng)絡通信的實現(xiàn)和監(jiān)控中心度表的遠程抄讀。介紹了系統(tǒng)的總體方案和通信信道的選擇，大大節(jié)省了人力。的建立。從根本上實現(xiàn)了抄表系統(tǒng)的智能化和網(wǎng)絡化，關(guān)鍵詞：GPRS;通信信道；監(jiān)控中心【Abstract】AccordtothecurrentlowautomaticleveloftheRemoteMeterReadingSystemswedeveloptheRemoteMeterReadingSystemsbaseonGPRSwirelesstechnology.weintroducetheoveral

3、lsystemprogramandthechoiceofcommunicationchanneJaswellas,givetherealizationofthenetworkcommunicationandtheestablishmentofthemonitoringcenterindetail.Weimplementtheintelligenceandnetworkingofthesoastosavethemanpower.systemfundamentally,Keywords:GPRS;Communicationchannel;Monitoringcenter中圖分類號：TH16,TP3

4、93文獻標識碼：A1引言在我國，隨著住房制度的改革，小區(qū)居住形式越來越普及，居民的水、電、氣收費管理也將是艱巨的任務。然而現(xiàn)在多數(shù)是采用人工抄表的方式，這樣不僅需要一支龐大的抄表隊伍，而且費時費力，容易造成差錯。也容易給犯罪分子造成可乘之機。因此，我們提出了一種基丁GPRS無線網(wǎng)絡的遠程抄表系統(tǒng)?；PRS(GeneralPacketRadioService無線網(wǎng)絡的遠程抄表系統(tǒng)，運用先進的GPRS無線通信技術(shù)對用電現(xiàn)場進行在線檢測和實時監(jiān)控，從而達到數(shù)據(jù)抄讀準確，數(shù)據(jù)傳輸及時的目的。方便監(jiān)控中心對現(xiàn)場電度表的管理，提高整個系統(tǒng)的工作效率，達到資源的優(yōu)化配置。監(jiān)控中心是系統(tǒng)的管理核心，它對整

5、個系統(tǒng)的運行管理起著至關(guān)重要的作用。主要包括監(jiān)控中心管理軟件的實現(xiàn)和遠程抄表系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設計。外網(wǎng)GSM/GPRS無線通信網(wǎng)路載波采集器全電子表內(nèi)置GPRS模塊的集中器載波采集器全電子表2系統(tǒng)總體方案2.1系統(tǒng)的優(yōu)勢遠程自動抄表技術(shù)（Remoteautomaticmeterreading是將數(shù)據(jù)自動采集、傳輸和處理應用到電能管理系統(tǒng)中的一項新技術(shù)，是針對電力部門供電系統(tǒng)管理的自動化、網(wǎng)絡化提出來的。它具1變壓器用戶載波表變壓器用戶載波表圖1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖3通信信道的實現(xiàn)3.1底層通信的實現(xiàn)底層通信的常用方式主要有：電話線、RS485總線、紅外、無線射頻和低壓電力線載波通信等2。電話線通信技術(shù)是

6、通過專用的調(diào)制解調(diào)器，利用公用電話網(wǎng)與相關(guān)部門進行通信。它的信號不穩(wěn)定，且需要向電信部門租用電話線，只適合電話網(wǎng)絡普及的地區(qū)；RS485總線采用差動發(fā)送/接收，共模抑制比高，抗干擾能力強，并且結(jié)構(gòu)簡單，成本低3。但是它需要事先布線，對丁空間要求比較高的場所不適合；紅外通信是通過一系列紅外通信標準來實現(xiàn)的。它價格低廉，使用方便，被眾多的軟件和硬件平臺所支持。但它的缺點是速率較低，易受外界環(huán)境的影響；無線射頻抄表技術(shù)是以電磁波為傳有抄收速度快、計算精度高、抄表實用性好、可直接與營業(yè)計算機聯(lián)網(wǎng)等突出的優(yōu)點。極大地緩解抄表人員的勞動強度，降低人為因素造成的抄表誤差，并能迅速地統(tǒng)計實時線損等，從根本上克

7、服了傳統(tǒng)人工抄表模式的弊端。2.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)傳輸部分和監(jiān)控管理中心三大部分組成。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。數(shù)據(jù)采集部分主要負責接收抄讀的數(shù)據(jù)，并對其進行分析、存儲和量化處理；數(shù)據(jù)傳輸模塊是把所采集到得數(shù)據(jù)進行準確、及時的傳遞給監(jiān)控中心；而大來稿日期：2010-05-23次基金項目：陜西省咸陽市科技計劃項目(XK0708-6)DDN專線Internet局域監(jiān)控管理中心交換機防火墻公網(wǎng)路由器第3期劉洋等：GPRS遠程抄表系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)本地服務器開始建立任務，socket()創(chuàng)建套接字Blind()鎖定本地IPN遠程客戶端開始249輸信道，它克服了紅外通信技術(shù)距離短，方

8、向性強，不能有障礙物等缺點，是紅外抄表系統(tǒng)很好的替代。但它的使用必須向有關(guān)部門申請并租用所需的頻道，成本高，功耗大，保密性差。低壓電力線載波通信技術(shù)是以電力線路為傳輸信道。它的優(yōu)點是：安裝方便，投資少，見效快，與電網(wǎng)建設同步。一方面，可以節(jié)省大量的成本，不需要鋪設專門的線路，也不占用現(xiàn)有頻譜資源，可以利用已有的電力線，免丁維護；另一方面，利用它作為傳輸信道時，使用的范圍較廣，任何擁有低壓電力線的地方都可以推廣使用。因此，底層通信信道采用低壓電力線。4建立任務，socket()創(chuàng)建套接字Listen()監(jiān)聽連接YAccept()接受連接，返回，并建立新理才置抄表為監(jiān)技系妣套接字Recv()/Se

9、en()收發(fā)數(shù)據(jù)Close()關(guān)閉套接字，結(jié)束通信退出結(jié)束圖2網(wǎng)絡通信流程圖Recv()/Seen()收發(fā)數(shù)據(jù)Close()關(guān)閉套接字，結(jié)束通信結(jié)束Connect連接服務器3.2上層通信的實現(xiàn)GPRS技術(shù)是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換數(shù)據(jù)承載和傳輸方式，通過升級GSM網(wǎng)絡來實現(xiàn)。它提供端到端的、廣域的無線IP連接，采用信道捆綁和增強數(shù)據(jù)速率改進而實現(xiàn)了高速接入，使無線資源得到充分利用。主要用丁實時性高數(shù)據(jù)量較大的遠程數(shù)據(jù)傳輸過程，具有可靠性高和成本低等優(yōu)勢5。其優(yōu)點主要表現(xiàn)在：(1)瞬間上網(wǎng)。每次使用時只需一個激活的過程，就可以馬上登錄到互聯(lián)網(wǎng)。通訊網(wǎng)絡的建立過程十分迅速。(2)永遠在

10、線。GPRS由丁使用了數(shù)據(jù)分組技術(shù)，用戶上網(wǎng)可以避免斷線情況的出現(xiàn)。(3)快速傳輸。GPRS所采用的數(shù)據(jù)分組交換技術(shù)，將數(shù)據(jù)封裝在每個分組上發(fā)送，發(fā)送后不需要此容量時就立即釋放，提供了即時連接和高速接入。(4)數(shù)據(jù)吞吐量大。GPRS所提供的數(shù)據(jù)速率取決丁所采用的編碼方案，高的傳輸速率保證了大的數(shù)據(jù)流量。(5)按量計費。GPRS技術(shù)是一種面向非連接的技術(shù)，用戶雖然可以總掛在網(wǎng)上，但按實際通信流量計費。這種計費方式尤其適合丁電表抄收這種問斷性數(shù)據(jù)傳遞，可以大大降低通信費用。鑒丁以上優(yōu)勢，在監(jiān)控中心與傳輸控制器之間的通信，我們采用GPRS無線網(wǎng)絡技術(shù)來實現(xiàn)。4.2軟件的開發(fā)抄表系統(tǒng)的用戶管理軟件是基

11、丁WindowsXP操作系統(tǒng)，以MicrosoftVisualC+6.0為工具開發(fā)而成。VisualC+是一種可視化、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動方式的程序開發(fā)工具，其功能強大，代碼執(zhí)行速度快、效率高，并且對底層操作有明顯的優(yōu)越性8。數(shù)據(jù)庫采用目前最為流行的SQLSERVER進行數(shù)據(jù)查詢和存儲。系統(tǒng)的主界面如圖3所示。4監(jiān)控中心的建立4.1網(wǎng)絡通信的實現(xiàn)監(jiān)控中心網(wǎng)絡設計是系統(tǒng)的核心部分，它作為監(jiān)控中心與各現(xiàn)場監(jiān)測點信息交換的樞紐，對系統(tǒng)的性能起著非常重要的作用。通過GPRS網(wǎng)絡以及Internet進行數(shù)據(jù)傳輸，首先要選擇合適的傳輸協(xié)議。目前應用最為廣泛的兩種傳輸層協(xié)議為UDP和TCP。UDP協(xié)議稱為

12、不可靠的傳輸協(xié)議6,由丁其不提供數(shù)據(jù)傳送的保證機制，如果從發(fā)送方到接收方的傳遞過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)報丟失，協(xié)議本身并不能做出任何檢測或提示，也不進行恢復。故UDP協(xié)議一般應用在數(shù)據(jù)傳輸量不大且可靠性要求不高的場合。TCP協(xié)議是面向連接的可靠的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，本身具有很高的數(shù)據(jù)安全性，提供可靠的、有序的、端到端的數(shù)據(jù)傳輸服務7,一股應用在數(shù)據(jù)傳輸量大或可靠性要求高的場合?？紤]到抄表系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸量較大，網(wǎng)絡環(huán)境比較復雜，對數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、準確性要求比較高，故決定采用面向連接的可靠的TCP協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸。Winsock為Windows下網(wǎng)絡通信提供了一種方便開發(fā)和運行的環(huán)境，網(wǎng)絡應用程序不直接與TCP/

13、IP核心打交道，而與網(wǎng)絡應用編程界面（Socket）打交道。在網(wǎng)絡通信中，按照C/S的模式進行。通信流程如圖2所示。圖3系統(tǒng)主界面從圖中可看出，此抄表系統(tǒng)軟件包含系統(tǒng)設置、抄表與檔案管理、變壓器管理、電費管理、報警管理等模塊，每個菜單項下各有不同的子菜單。系統(tǒng)軟件用丁實時監(jiān)視與記錄電度表數(shù)據(jù)，自動生成報表和圖形，并且具有綜合分析功能。具體來說，基丁GPRS的遠程抄表系統(tǒng)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能：（1）自動檢測功能。系統(tǒng)對各電度表的數(shù)據(jù)進行采集、監(jiān)測、記錄，并進行數(shù)據(jù)分析處理，生成各種能耗曲線和報表，實現(xiàn)無人自動抄表。（2）數(shù)據(jù)管理功能。建立歷史數(shù)據(jù)庫，存儲原始數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計分析使用。對采集的各能源計

14、量表數(shù)據(jù)進行累計值、平均值、最大值、最小值等的分析計算，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫適合擴充和維護，可滿足各種部門的數(shù)據(jù)儲存和維護使用。（3）打印功能?？纱蛴「鞑块T抄表讀數(shù)的日、月和年報表和總讀數(shù)的日、月和年報表。（4）預測250文章編號：1001-3997（2011）03-0250-03機械設計與制造MachineryDesign&Manufacture第3期2011年3月基丁模塊化產(chǎn)品實例的變型設計推理系統(tǒng)的研究*何永玲1李尚平1農(nóng)宏亮2羅延3(1欽州學院，欽州535000)(2廣西大學機械工程學院，南寧530000)(3廣西欽州力順機械有限公司，欽州535000)Researchonvariant

15、designreasoningsystembasedonproductcaseHEYong-lingl,LIShang-ping1,NONGHong-liang2,LUOYan3(1QinzhouUniversity,Qinzhou535000,China)(2GuangxiUniversityCollegeofMechanicalEngineering,Nanning530000,China)(3GuangxiQinzhouLiShunMachineryCo.,Qinzhou535000,China)【摘要】針對如何充分利用現(xiàn)有產(chǎn)品資源對用戶需求作快速響應的問題，提出了一種集實例推理及模塊化

16、技術(shù)丁一體的快速設計方法，重點研究產(chǎn)品模型的建模方法、模型參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)驅(qū)動及相似產(chǎn)品實例變型修改技術(shù)，開發(fā)基丁模塊化產(chǎn)品實例智能推理設計系統(tǒng)，實現(xiàn)了產(chǎn)品的快速設計與分析。結(jié)合某機械有限公司生產(chǎn)的農(nóng)用自卸車,對提出的方法進行了驗證。關(guān)鍵詞：實例推理；變型設計；產(chǎn)品模型；參數(shù)驅(qū)動【Abstract】Beaimedattheissuehowtomakefulluseoftheexistingproductresourcestorespondrapidlytheusers'requirementsonerapidintelligentdesignapproachispresented.Thi

17、sapproachcombinescasethemodelingapproachofbasedreasoningwithmodulartechnologyandfocusesonthefollowingresearchesproductmodel,therelation-drivenamongmodelparammetersthecasevariantmodificationtechnologyofsimiuctcase,andthentoachievetherapiddesignandanalysisofproduct.Furthertheproposedapproachisgoingtob

18、etestedbyintegratingwiththefarmdumptruckproducedbyonecertainmachineryCo.Ltd.Keywords:Case-basedreasoningVariantdesign；Productmodel;Parameter-driven中圖分類號：TH16文獻標識碼：Alarproductcase.Alsothisapproachistodevelopthecaseintelligentdesignsystembasedonthemodularprod1引言產(chǎn)品設計是一個繼承與重用設計知識的過程，通?？梢越梃b成功的實例設計方案和設計過程

19、中所形成的經(jīng)驗與知識。一直以來，許多企業(yè)快速響應能力在產(chǎn)品設計這個環(huán)節(jié)上受到制約，主要原因之一是企業(yè)不能充分、快速利用已有的產(chǎn)品資源。而且隨著用戶定制的興起，如何充分利用現(xiàn)有產(chǎn)品資源對用戶需求作快速響應，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低產(chǎn)品的制造成本，已成為企業(yè)生存發(fā)展的關(guān)鍵。基丁實例的推理(case-basedreasoningCBR)技術(shù)就是直接參考以往開發(fā)成功的類似產(chǎn)品實例，通過必要的修改生成新的產(chǎn)品。近年來，CBR在產(chǎn)品設計中得到越來越廣泛的應用，國內(nèi)外學者從不同的側(cè)面對CBR技術(shù)展開了大量研究，如文獻1對產(chǎn)品設計實例的分解和設計實例的建模進行了研究，提出了基丁實例的產(chǎn)品設計知識獲取方法；文獻2對航空產(chǎn)品基丁實例的設計大來稿日期：2010-05-08次基金項目：廣西省科技攻關(guān)項目(0815003-11),廣西自然科學基金項目(0991277)功能。結(jié)