基于通用分组无线网络的电费收缴系统的设计与开发研究

论文摘要

电费收缴工作是电力公司的基础和关键性工作之一,电费收缴率的高低将直接关系到公司的投资回报和经济效益,从而也影响到电网安全可靠供电以及电力公司的整体生产经营决策。本文通过分析目前国内电费收缴方式存在的问题,提出了一种利用GPRS无线通信技术实现电费移动收缴的新方案。方案总体结构设计紧密结合石嘴山地区的实际情况,详细阐述了该系统结构组成及设计原理与具体实现,整个系统由通信网、无线收费终端以及通信前置机等三大部分组成。论文首先在分析石嘴山地区电费收缴的现状的基础上,对系统进行了详细的需求分析设计,包括实现的功能描述、收费终端的要求、开发方案要求等,并在详细分析比较各个通信组网方式的基础上,设计了系统的整体结构组成方案。针对无线收费终端部分进行了硬件和软件部分的设计实现。在硬件设计中,选用可靠性极高的PC104主板作为收费终端的开发母版,并通过系统功能需求对外围模块进行相关的选型以及基于可靠性的硬件模块接口设计,包括通信模块、存储模块、键盘模块、电源模块等;在软件设计方面,无线收费终端的操作系统平台采用微软公司的Windows CE嵌入式操作系统,根据收费终端的功能需求对Windows CE嵌入式操作系统进行了定制和裁剪,而收费软件开发工具选用eMbedded Visual C++,设计和开发了相应的通信模块和交易模块以及人机界面模块等。通信前置机端主要负责与收费终端进行通信以及对供电公司内部电费数据库进行数据的读写操作,主要实现公网与供电公司内部局域网之间的隔离,前置机端软件采用Visual Basic进行设计,为了方便通信前置机与无线收费终端进行通信,需要为通信前置机申请公网固定IP地址,利用TCP/IP技术建立可靠连接;而与供电公司内部数据库服务器则采用ADO技术建立数据连接,进行相关的数据读写操作,从而实现无线收费终端与电费数据库的连接。对于无线收费终端以及通信前置机间的GPRS组网方式则根据系统功能需要以及性价比进行选择。本系统可以实现类似供电营业大厅柜台PC所具有的功能,相当是通过GPRS无线网络把营业大厅进行了扩展,较好的解决了目前石嘴山地区电费收缴过程中所存在的问题,具有较好的应用前景。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究及应用现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 2 系统选型和总体方案设计
• 2.1 总体需求分析
• 2.1.1 系统功能简述
• 2.1.2 收费系统对收费终端的基本要求
• 2.1.3 收费系统对人机接口以及电源的基本要求
• 2.2 硬件设备选型和比较分析（收费终端）
• 2.2.1 移动收费终端参考方案设计
• 2.2.2 收费终端开发方案选择
• 2.3 网络接入方案的设计及比较分析
• 2.3.1 GPRS相关知识简介
• 2.3.2 GPRS组网方式简介及优缺点比较
• 2.3.3 GPRS通用无线分组业务的主要特点
• 2.4 系统总体结构原理
• 3 无线收费终端硬件设计
• 3.1 嵌入式系统简介
• 3.1.1 嵌入式系统的定义
• 3.1.2 嵌入式系统的特点
• 3.1.3 嵌入式系统的应用前景
• 3.2 嵌入式处理器
• 3.2.1 嵌入式处理器简介
• 3.2.2 嵌入式处理器的分类
• 3.3 PC/104开发板原理及选型
• 3.3.1 PC/104相关简介
• 3.3.2 PC/104开发板及外部接口介绍
• 3.4 无线收费终端相关模块设计
• 3.4.1 GPRS通信模块相关设计
• 3.4.2 无线收费终端存储模块相关设计
• 3.4.3 无线收费终端显示模块相关设计
• 3.4.4 无线收费终端键盘设备相关设计
• 3.4.5 无线收费终端电源模块相关设计
• 3.4.6 基于可靠性的硬件模块划分
• 4 无线收费终端软件设计
• 4.1 嵌入式操作系统相关内容
• 4.1.1 嵌入式操作系统简介
• 4.1.2 嵌入式操作系统的特点
• 4.1.3 常见的嵌入式系统
• 4.1.4 收费终端嵌入式操作系统选型
• 4.1.5 Windows CE嵌入式操作系统的体系结构
• 4.2 Windows CE嵌入式系统的定制
• 4.2.1 Windows CE平台主要开发工具简介
• 4.2.2 Windows CE嵌入式系统的定制
• 4.2.3 引导装入程序（BootLoader）设计
• 4.3 无线收费终端收费软件模块功能设计
• 4.3.1 无线收费终端交易模块功能设计流程
• 4.3.2 无线收费终端通信模块设计流程
• 4.4 无线收费终端收费软件程序设计
• 4.4.1 Windows Socket（套接字）简介
• 4.4.2 无线收费终端收费程序设计结构
• 4.4.3 无线收费终端通信模块设计流程
• 4.5 无线收费终端收费程序界面设计
• 5 通信前置机软件设计
• 5.1 软件设计概述
• 5.2 通信模块设计
• 5.2.1 通信模块功能设计
• 5.2.2 通信前置机端通信模块设计流程
• 5.3 供电营销部门数据库结构及数据连接
• 5.3.1 收费数据流程图
• 5.3.2 电费应收生成
• 5.3.3 实时交款
• 5.3.4 网络断线数据暂存及恢复
• 5.3.5 数据连接
• 5.4 通信前置机端软件界面设计
• 5.5 系统安全可靠性设计
• 5.5.1 管理措施
• 5.5.2 技术措施
• 5.5.3 应用系统安全
• 5.6 系统总体测试
• 5.6.1 软硬件系统整体测试
• 5.6.2 GPRS数据传输测试
• 6 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献