通用无线分组业务(General Packet Radio Service，GPRS)是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。简单的说，GPRS是一项高速数据处理的技术，其方法是以“分组”的形式传送数据。网络容量只在所需时分配，不要时就释放，这种发送方式称为统计复用。目前，GPRS移动通信网的传输速度可达 115kb／s。GPRS是在GSM基础上发展起来的技术，是介于第二代数字通信和第三代分组型移动业务之间的一种技术，所以通常称为2．5G。
    GPRS突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包(Packet)方式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料的单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。
    电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节，而传统的电量结算是依靠人工定期到现场抄取数据的，在实时性、准确性和应用性等方面都存在诸多不足之处。将现代通信技术、计算机技术和电能量测量技术结合在一起，便能够及时、准确、全面地反映电量的使用。而随着无线通信技术的发展，利用移动运营商提供的无线网络实现远程监控和数据传输已被广泛应用于各个领域。通过中国移动通信有限公司的GPRS网络，电力部门可将工业和民用电能表采集的电力系统实时数据传递到地、市、省级的集中监控中心，以实现对电力监测设备的统一监控和分布式管理。GPRS为电能远程抄表系统提供了简单、高效的通信传输手段。
    GPRS网络具有以下优点[8]：1)实时在线，接入速度快，甚至可以无需通过拨号上网而持续与网络连接；2)传输速率高，理论值最高可达171．2 kb／s；3)计费合理，以流量计费；4)快捷登录，GPRS用户开机后就始终附着在GPRS网络上，每次使用时只需一个1-3秒的激活过程。因此， GPS车载终端、自动抄表系统等远程遥测遥控系统利用GPRS实现数据传输将成为今后发展的趋势。

2 系统总体结构
    自动抄表系统由监控中心、GPRS模块、GPRS数据传输无线通道、集中器、采集器和用户电表等组成，如图1所示。

    数据采集器通过LPC2138串口定时采集用户电表数据，并存储在采集器的存储器中。当集中器发送指令时，采集器就可以根据指令内容进行相应操作，通过射频模块把用户电表的历史电量数据和当前电表数据发送给集中器，经集中器处理后存储起来，用户可以通过键盘和LCD查询并显示出来。集中器把收集好的数据通过RS-232接口传输给GPRS模块，然后通过GPRS无线网络发送到电力公司的监控中心。监控中心对用电数据进行统计处理，实现对用户电表的自动测量采集数据、自动传输数据及远程自动化监控。同时，通过GPRS的双向系统实现对计量设备的远程控制，进行参数调整、开关等控制操作。
    通过本系统，用户可以通过网上银行预交费，监控中心每月扣除用电费用，如果余额不足，就通过本系统向该用户电表发送控制信号，进行断电等操作。另外，监控中心可以通过局域网进行Web发布，用户就可以通过上网查询用电信息。

3 系统硬件设计
    此系统的硬件可分为两个模块：采集器模块和集中器模块。其中，采集器和集中器可供选择的微控制器、无线收发芯片和GPRS模块较多，本系统是以ARM微控制器LPC2138、nRF903和MC55为基础完成的。
3．1 ARM微控制器LPC2138
    为了使系统稳定可靠，满足低功耗、智能化的设计要求，本系统选用了LPC2138作为采集器和集中器的核心控制器。LPC2138是一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的32位ARM7TDMI2STMCPU微控制器，其主要性能是：
    (1)32位ARM7TDMI-S核，它具有高性能和低功耗的特性，由于使用了流水线技术，处理和存储系统的所有部分都可以连续工作，可以高效地完成采集器和集中器的数据处理、收发工作；
    (2)32kB的片内静态RAM和512kB的片内Flash程序存储器避免了LPC2138外扩存储器，简化了电路，提高了运行速度，128位宽度接口／加速器可实现高达60MHz的工作频率，可实现在线编程和用于非易失性程序的存储；
    (3)2个8路10位的A／D转换器，共提供16路模拟输入，每个通道的转换时问低至2．44 μs。2个32位定时器／计数器(带4路捕获和4路比较通道)、PWM单元(6路输出)和看门狗；