计讯4G DTU物联网无线数据终端在无线抄表中的设计及应用分析

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。计讯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在无线抄表领域的方案简介：

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，使用计讯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：

3.1、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。

3.2、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，同时计讯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。

3.3、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，计讯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。

4G DTU无线抄表系统的优化设计：

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。

4.1、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。

4.2、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无线抄表系统效益：

由于4G无线通信方式在自动无线抄表终端中的成功应用，使4G DTU无线抄表终端得到了迅速发展。若自动无线抄表终端接入银行计算机网络，则可以直接通过银行完成收费，大大地提高了经济效益和社会效益。

4G DTU的应用领域：

计讯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，计讯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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