段赛群、赵延敏
山东健文力德电气有限公司 山东 济南 250000
摘要：在物联网；智能电网等概念快速发展的今天，国内电力营销系统问题需要得到妥善的处理，尤其是客户和电力部门缺少沟通问题。对此本文将研发互动智能终端，将其作为电力营销手段。以专用的操作系统与嵌入处理器，充分利用射频识别和无线服务，设计通信模块。从结果可以看到的是，系统的使用，能够显著提高电力部门服务水平和管理质量。
关键词：电力营销；物联网；智能终端设计
前言：国内电力营销近些年进步十分明显，不过和客户期望差距仍旧很大，问题表现为，缺少服务、竞争和市场意识。电力部门和客户之间的沟通有限。国家电网对此颁布了电力营销规范和服务标准 ，不过没有提及如何结合电力营销和互动服务。对此本文将研发新型电力营销模式，研究和设计互动智能终端。
一、电力营销的系统结构
电力系统中，营销是很重要的构成。营销系统靠着自动化技术，配合互动终端、自主终端、远程控制等模块完成系统的整体运作。系统方案集合了购电、票据打印、交易对账、充值卡售卡、信息查询、电费缴费于一体。使用CPU卡就可以合闸操作、查询余额和有关信息，可以直接充值购买电力资源。
二、智能终端的设计
互动智能终端使用STM32处理器系统，依靠3级流水线保障指令吞吐量。寻址空间最大为4GB，且集成ADC、PWM、UART、GPIO等各种外设[1]。
硬件结构使用SPI接口扩展FLASH存取电能数据，设置抄表参数。使用I2C连接8025芯片，可以广播校时电表与定时抄表[2]。用户的余额还有其他信息显示在LCD上。GPRS的故障信息、信号强度、网络状态显示在LED上。GPIO与隔离电路用于电路检测，如果有掉电或是故障，则随时保存重要参数和数据。
设计终端中，最重要的事情是通信系统。通信系统保全了系统可靠运转和正常使用，也是赋予智能终端丰富功能的必要性前提。通信方式包括红外、RS485、RFID、GPRS等[3]。依靠自动化主站和GPRS模块网络实现终端通信，拥有远程抄表、远程控制、密钥更新、身份验证功能。使用CPU卡、自动化主站、GPRS、RFID就能自行查询用电、费电以及购电情况。使用电能表和RS485通信，就可以实现电表控制与抄电，红外通信可以设置参数和维护终端。
（一）通信设计
通信系统使用GPRS模式，GPRS以GSM为基础，是无线分组交换的技术，能够提供和支持广域无线IP连接。使用该技术传输数据优点在于可以自如切换、高速传输、便捷登录、根据流量情况计费。自动化主站和智能终端使用GPRS通信，模块用PPP拨号进入GPRS网络，取得移动子网的IP。自动化主站随时以Socket的状态监听，接入互联网。智能终端中，GPRS模块创建Socket和营销系统的服务器进行连接。主站系统Socket连接，就能达成智能终端与自动化主站通信。
系统中的模块，使用的是可以支持900/1800MHz双频GSM/GPRS设备的GL868_DUAI，嵌入了TCP/IP协议栈，节省大量开发用时。智能终端在连接互联网的时候，STM32发送AT指令给GL868_DUAI，初始化GPRS网络。
智能终端进入GPRS网络，使用PPP协议介入移动网关传输数据。自动化主站以电网规约组帧发送数据，通过GPRS无线通道发送GL868_DUAI。此时GL868_DUAI由串口，以特定波特率串行，将指令发给处理器，处理器解析数据后，根据数据指令内容操作。
（二）红外通信
使用红外技术，红外通信就可以实现两点近距离信息转发和保密通信。红外通信包括接收与发射一共两个部分。发射系统调制红外辐射源，之后发射出红外信号。接收系统使用红外探测器和光学装置接收信号，二者共同组成红外通信。
电力系统的红外模块同样由接收和发射两个部分构成。发射电路时候，由处理器串口下大数据，靠PWM引脚38kHz载波信号。信号作用下，红外发射管用光脉冲发射二进制信息。电路接收的时候，接收器将红外信号变成电信号，用解调电路解调，用RX_IR接收信号。
（三）RFID通信
用户CPU卡和智能终端使用RFID通信。作为非接触自动识别技术的射频识别，使用射频信号对目标对象进行自动识别，获得其中数据。
本终端使用ZLG522S，以13.56MHz频率读写卡模块为基础，满足ISO14443协议，拥有多种接口模式，本文选择UART接口。
智能终端RFIT模块，靠着I2C接口和处理器通信，使用天线和用户卡通信。用户卡和RFID阅读器使用耦合元件耦合射频信号空间。耦合通道中，按照时序关系传递能量和数据。用户卡靠着阅读器获得能量。阅读器天线和线圈在谐振频率中工作，阅读器发送频率和用户卡固有频率一样，都是13.56MHz。此外，射频识别中，阅读器往射频标签发送信息信号时候，使用发射天线，射频信号发送给射频标签，标签电路能够解调解码信号，读取拥有信息。使用编码和调制方法，用天线将信号发给阅读器。阅读器解码解调，后发送给处理器。
（四）通信设计
智能电表和智能采集终端用RS485通信。RS485的接收器使用差分接收和平衡发送，所以拥有抑制共模干扰能力。处理器使用RS485和UART模块通信，模块芯片为ZT13085E，可以转换RS485差分信号和TTL电平。光耦完成数据收发和控制信号的隔离和转换。DE/RE接下拉电阻，可以让系统上电中，通信芯片保持接收。输出端的不同端口分别保持高电平状态和低电平状态，总线接收状态下，接收端高电平，可以防止错误接收中断。
结语：文章将STM32处理器作为基础，配合多种通信，设计电力营销智能终端，叙述了不同模通信模块设计思路，配合嵌入操作系统，能够多任务展开模块化处理，极大的保障了系统实时性以及处理能力。智能终端和终端通信、用户卡、智能电表、营销主站配合使用，集合了众多功能，能够实现双向信息互动，提高了电力部门服务水平和管理能力，为用户提供更优质的服务。
参考文献：
[1]张春梅,李文虎.电力营销域反窃电智能系统的应用与研究[J].电工技术,2021(08):101-103.
[2]王洪元,滕鸿昌,李甲芳等.电力营销作业现场安全能力提升[J].电力安全技术,2021,23(04):10-15.
[3]孙旻.电力营销评价方法初探[J].中国管理信息化,2021,24(08):135-136.