GPRS电力远程自动抄表系统解决方案

GPRS电力远程自动抄表系统解决方案（精选11篇）

GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇1

GPRS电力远程自动抄表系统解决方案

-厦门四信通信科技

第一部分 概述

随着工业自动化的发展，在原有的人工手动抄表中已经发展到远程智能抄表，通过现有的网络智能化的从远端把需要的数据采集到一起，那么，在很多必须无人值守的设备或监测点，不适合搭建有线通讯网络。若采用光纤或电台的方式实现无线通讯，不仅设备投入耗资巨大，而且不适应移动的需要。

随着新一代移动通讯业务的产生和全面投入，无线移动数据通讯的应用也越来越广泛。安全的数据传输和永远在线特点，配合按流量收费的资费方式，使GPRS通讯在工业控制、环境保护、道路交通、商务金融、移动办公、零售服务等行业中的应用具有无可比拟的性价比优势。采用GPRS无线通讯网络的移动IP通讯，既可独立作为数传通道，也可作为已经架设光纤、数传电台等方式的辅助手段。

GPRS远程抄表系统是厦门四信通信科技有限公司和系统集成商合作开发的基于GPRS技术的用电管理自动抄表系统。它由电度表、F2103 GPRS IP MODEM(GPRS DTU)、采集器及中心服务器组成。采集器实时采集用户的用电数据，通过GPRS网络把数据汇集到服务器。具有采集数据快速准确，能快速生成用电统计分析,交费单据等特点，与传统的人工抄表、电话线抄表相比，极大地提高了效率。

本系统除了准确、实时抄表外，还提供了设备管理功能，如告警：开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过载告警等；控制：对欠费用户进行拉闸等。并提供停电数据保护功能，在停电48--72小时内仍可抄表和监控。本系统结合联通公司的短信平台，在告警时，可根据具体内容发短信给相关的管理人员。

本系统提供丰富的接口，可与电业系统的MIS系统链接或进行二次开发。

抄表软件系统数据库为ORACLE数据库，运行于WIN98/2000/XP、NT的操作系统，易于使用。软件所能管理的用户数量没有限制。

第二部分 项目分析

本系统由电度表，采集器，F2103 GPRS IP MODEM传输终端，带系统软件的主站组成。手持终端是本系统的补充，在系统出现意外时进行人工抄表。2.1系统组成

2.1.1 电能表： A）三相有功无功多功能表，有功0.5级、无功2级，具有RS485通讯接口，电力部DL/T645通讯规约。或者使用：B）三相有功复费率表，有功1级，具有RS-485通讯接口，电力部DL/T645通讯规约。

2.1.2 采集器：采集器主要特征如下：采用24个I/O口，可带24户电度表，停电数据保护，带后备电源，停电后仍可抄表。

2.1.3 传输终端： 传输终端采用厦门四信的F2103，实时永久在线，内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈，透明传输，同时支持RS232和RS485，支持多种工作模式，支持虚拟数据专用网。2.1.4 中心软件系统：基于ORACLE数据库的抄表软件，用户数量无限制，安全可靠，运行和处理速度快，功能丰富完善。2.2 系统总架构

多个电表通过RS485通信接口把电表数据传到采集集中器上，采集集中器通过RS485通信接口和四信通信的IP modem（F2103）连接，远程数据中心服务器可以使用APN专线或普通ADSL等作为网络接入。当F2103通过GPRS网络连接到远程数据中心服务器主机，建立透明数据通道后，采集终端产生的数据只要送到串口，F2103就会把收到的数据原封不动地发送到数据中心服务器主机；同时服务器主机下发的命令通过通道传输到F2103后，F2103通过串口送到采集终端，从而实现了数据双向透明传输。系统拓扑图如下图所示：

2.3系统功能

（1）设置电能表的参数，读取各种计量和管理数据；（2）抄表数据的统计、查询、备份、报表、图表生成；（3）厂站管理；

（4）自动抄表、定时上报、实时查询等；（5）掉电数据保存；

（6）瞬时量数据的综合处理；

（7）系统数据备份、存档和向外输出数据；（8）历史数据事件记录功能；（9）实时报警；

（10）根据线路上的表计关系计算线路损耗；

（11）可提供多路模拟量、开关量输入，实现开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过压告警、过流告警、过载告警、倾斜或移动报警等其他功能；（12）远程控制断电功能；

（13）采集的参数丰富，如：a.当前、上月、正向有功、反向有功、无功四象限的总及尖、峰、平、谷四费率电量；b.正向、反向、有功、无功的最大需量及最大需量发生时间；c有功功率、无功功率、三相电压、三相电流、功率因数；d失压累计次数、失压累计时间、集抄器停电起止时间等；e单位时间负荷曲线、三相电流曲线、三相电压曲线、有功功率曲线、无功功率曲线、功率因数曲线。

第三部分 项目架构实施 3.1 传输模块与采集终端连接

四信的F2103无线传输模块同时支持RS232/485接口，可通过RS232/485与终端通讯。本系统采用的是485的接口方式。F2103和采集器的接线线序如下：

3.2 数据中心网络接入方式分析 1.APN专线接入

中心采用APN专线，所有点都采用内网固定IP，客户中心通过一条2M APN专线接入移动公司GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接，在GGSN与移动公司互联路由器之间采用GRE隧道。

为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。用于GPRS专网的SIM卡才能进入专网APN，防止其他非法用户的进入。

用户在内部建立RADIUS服务器，作为内部用户接入的远程认证服务器（或在APN路由器内，启用路由器本地认证功能）。只有通过认证的用户才允许接入，用以保证用户内部安全。

用户在内部建立DHCP服务器（或在APN路由器内，启用DHCP功能），为通过认证的用户分配用户内部地址。移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。

中心采用APN专线接入的方式，在实时性，安全性和稳定性表现优异，适合于安全性要求较高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境。在资金允许的情况下之最佳组网方式。

2.ADSL拨号连接（动态公网IP地址）

中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网动态IP+DNS解析服务的。客户先与DNS服务商联系开通动态域名，IP MODEM先采用域名寻址方式连接DNS服务器，再由DNS服务器找到中心公网动态IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的DNS服务商。此种方案适合小规模应用。

3.通过固定公网IP连接

中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网固定IP服务的。此种方案先向INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务，中心有公网固定IP的。IP MODEM直接向中心发起连接。虽然申请固定IP费用比较贵，但其运行可靠稳定，组网方式简易方便，深受广大用户的青睐，一般推荐此种方案。

3.3 无线数据传输方式

传输设备采用F2103，其功能齐全，性能稳定，简单易用，它是一款工业级别的无线传输终端，已经广泛地应用在各种各样的工业，金融场合。

终端设备和传输设备连接好后，设置好各种通讯参数，工作模式后，在传输设备F2103中填入数据中心的地址和应用程序的端口号。这样当终端设备数据传给传输设备F2103，F2103就会把数据透明地传输到中心。终端设备支持多种中心模式（主备中心，多中心），多种激活模式（电话，短信，数据），多种工作模式（TCP，UDP，telnet等），方便用户组网和各种系统需求。心跳包机制，注册包机制，数据帧可控，重连机制等多种机制不仅保证设备实时在线，而且稳定可靠，同时方便客户根据现场的情况，来设置各种传输参数，进而达到最佳效果。

3.4 数据中心软件平台构建

抄表系统的核心部分是系统软件，它遵循DL/T645部标通讯规约，并有扩展性。

具有GPRS无线模块的中心端软件建有多种方式，对于传入数据的方式的不同，我们提供不同的软件来帮助客户快速地实现中心端的数据接收和现场设备的管理。目前四信提供三种方式的中心接口：

首先是对于组态软件，目前很多组态软件厂家已经集成了四信通信的驱动了，可以直接配置使用；其次对于原本是读串口的程序，为了兼容原来的系统而不做开发工作，我们提供一个虚拟串口软（TCP2COM）；最后是对于想开发自己独有的数据中心软件的客户，会提供一个动态链接库及四信公司的测试版数据中心软件，不仅开放源码还全程协助客户进行自己数据中心软件和功能的开发。客户可能通过动态链接库快速开发一个灵活的，稳定的，功能齐全的终端管理和数据交互的中心软件。如下是该系统的中心站软件：第一个图式web界面的，第二个图是用VB开发的中心站。

在系统安全方面，本公司除了采用大型、多用户的ORACLE数据库、系统对用户实现分级授权管理和提供防火墙功能及完善的数据备份功能外，对网络无线数据监控中心还提供了安全技术解决方案，以确保数据安全可靠。

三．设备的特点和参数 1.电能表

DTS866型三相四线电子式有功电子式电能表，使用在供电部门、工厂、企业、商业、农业的动力、照明设备的有功电能计量。用于计量频率为50Hz的交流三相有功电能,并电量采用计度器显示，读数直观便于抄表,本仪表可扩展红外和RS485通讯功能，为三相电能测量提供先进、可靠的计量工具。本仪表符合标准DL/T 645-1997《多功能表通讯规约》和GB/T 17215.321-2008《1级和2级静止式交流有功电度表》。

2.F2103通信模块

F2103 GPRS IP MODEM采用高性能嵌入式处理器，以实时操作系统为软件支撑平台，内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈。为用户提供高速，稳定可靠，数据终端永远在线，多种协议转换的虚拟专用网络。针对网络流量控制的用户，产品支持语音，短信，数据触发上线以及超时自动断线的功能。同时也支持双数据中心备份，以及多数据中心同步接收数据等功能。公司产品已广泛应用于金融，水利，环保，电力，邮政，气象等行业。

它具有丰富的软件功能：

1.智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线。2.支持RSA，RC4加密算法 3.支持虚拟数据专用网（APN）

4.透明数据传输与协议转换，支持多种工作模式 5.支持数据中心动态域名和IP地址访问 6.支持双数据中心备份 7.支持多数据中心

8.支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接。9.支持短消息备份及告警。10.多重软硬件看门狗 11.数据包传输状态报告。12.标准的AT命令界面 13.可以用做普通拨号MODEM 14.支持telnet功能。15.支持远程配置，远程控制 16.通过串口软件升级

17.同时支持LINUX和WINDOWS操作系统

四．总结

GPRS电力远程抄表系统采用厦门四信通信的F2103 GPRS传输终端，实现了实时在线，永远在线，稳定可靠的数据传输。在成熟的GPRS网络上构建无线数据网络，使在电力远程抄表实现无线数据传输的成本和技术大为降低。而且厦门四信通信的F2103 GPRS传输终端工业级设计，组网灵活，安全可靠，实时在线的特点很适合运用在电力行业。

GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇2

户用计量仪表 (智能水表、燃气表、热量表) 不仅是现代能源供给系统的重要组成部分, 而且与所有用户的生产生活息息相关。传统的抄表方式已经不适应现在这个飞速发展的社会, 无论是用户还是管理部门都迫切需要一个先进的自动抄表系统的介入。本文正是基于这一背景, 将低压电力载波通信与GPRS无线数据通信方式结合起来。实现抄表系统的自动化、远程化、网络化。这样的智能抄表系统可以节省大量的人工, 提高工作效率。降低出错率。而且可以存储大量的数据。方便查询、检索。

2 系统的总体构成

系统由户用计量仪表、集中器和监控中心三个部分构成分布式体系结构, 这种体系结构分上下两级:

第一级是由集中器与户用计量仪表构成的数据采集级, 采用总线型结构。住户计量仪表表数据通过220V电力线载波到住宅区内的集中器, 集中器汇集了住宅区同一个变压器下所有用户的用水量、用热量、用气量等数据。

第二级是由监控管理中心与集中器构成的数据传输级, 采用星型结构。由中国移动GPRS网络、Internet和监控中心组成。各个住宅区的集中器通过GPRS接口将数据接人Internet, 监控中心Internet获取各个住户的用水量、用热量、用气量等数据, 实行集中管理和控制。

3 GPRS通信系统的实现

3.1 GPRS技术

GPRS是GSM网络向第三代移动通信过渡的技术, 是对GSM网络的升级。GPRS在原有的基于电路交换 (CSD) 方式的GSM网络上增加了一些基于分组应用的接口, 为移动用户提供无线分组数据网接入服务。与GSM数据通信相比, GPRS有许多独特的特性:

传输速率高。通过同时使用8个时隙, GPRS网络数据传输速率最大可达171.2kbit/s, 而且通过不同的编码方式, 支持不同速率的传输。

接入时间短。能够提供快速即时的连接, 保证通信的实时性。

频谱效率。由于采用分组交换方式, 用户只有在数据传输时才占用无线信道, 无线资源可以同时被若干用户共享, 大大提高了频段利用率, 避免了资源的浪费。

支持TCP/IP协议和X.25协议, 可与Internet互通, 突破了GSM通信中数据流量的限制。GPRS在数据通信领域独有的技术优势为它赢得了广泛的应用, 在数据采集和监控、移动办公、调度和定位等方面有很好的应用前景。

3.2 GPRS通信系统的设计

本文提出一种利用GPRS的Internet接入功能, 以GPRS无线网络和Internet为通道的通信模型。在该系统中, 终端设备通过GPRS无线网络连接到Internet, 与客户端前置机 (具有上网功能) 进行通信。考虑到实际中, 客户端一般都是拨号上网, 没有固定IP, 需要在Internet上设置一个服务器 (有固定IP) 作为通信中心, 负责中转客户端前置机与终端设备之GPRS。

由于系统中的数据要流经Internet, 这就对系统的安全性提出了更高的要求。本系统中, 采用加密算法对所有流经公网的数据加密;由GPRS终端和客户端前置机主动发起连接, 杜绝非法用户访问:通信中心服务器的网络端设置专用防火墙等, 保证系统的数据安全。

4 基于GPRS的远程抄表硬件设计

监控系统由一个中央管理器和若干个现场站点组成。现场站点一般包含有前端数据采集器和现场下位机。中央管理器主要工作是监视和记录各现场站点的工作状态和远程控制现场站点, 现场站点主要对各种户用计量仪表的各种参数进行采集与传送, 中央管理器可对各现场站点的历史记录进行查询, 这样可以对供水、供气、供暖各环节运行过程中的各种参数和报警次数等进行统计分析, 从而达到对各种运行过程进行科学管理、预防事故发生的目的。中央管理器和各现场站点以GPRS方式相连.由中央管理器主动建立链接, 现场站点接到呼叫后应答进行数据传输。这样做的好处是可以避免多个现场站点同时呼叫, 防止出现网络阻塞。

监测站点由前端数据采集器和现场下位机构成, 其中前端数据采集器采用CS5460模块, 它负责采集监控现场的各项数据并存储。线路的内部经过严格的电磁隔离。测量电路经过采样、A/D转换处理后形成的数字信号再经过光电耦合由信号适配器向从单片机传送, 主单片机与从单片机之问可采用I/O口模拟时序的方式进行串口通信。

现场下位机部分是整个系统的工作核心。既负责和前端数据采集器之间的通信, 又负责和中央管理器的数据通信, 因此, 这部分电路至关重要。针对系统的要求和实际应用条件的情况, 我们选用高性能的rabbit单片机作为系统的监控核心。Rabbit2000是专门为嵌入式控制、通信和以太网连接而设计的微处理器, 电磁干扰非常低。现场下位机部分主要包括:主从芯片单片机、显示电路、时钟+看门狗电路、GPRS等四大部分。它与前端数据采集器一起构成了现场站点。

5 集中器

各用户计量仪表的数据经过220V电力线载波, 传输到集中器, 集中器完成住宅小区局域范围内的数据集中和再转发任务, 对于整个集抄系统来说这样的小区又有很多, 为了能标识集抄数据中的确切来源.必须对集中器编址。因此, GPRS模块传出的数据中还应加有该集中器的地址信息。集中器一方面要接收局域范围内各个户用计量仪表的数据。另一方面又要将这些数据进行处理后通过Internet传输到监控中心。为此集中器以W77E58为核心, 配有电力线载波接口电路和GPRS无线模块电路。

5.1 三相载波的耦合电路

对于集中器的载波模块需要接收的信号并不知道来自三相中的哪一相, 图1给出了一种三相耦合电路的方法, 接收时A, B, C三相通过变压器分时耦合, 而发送时发送的信息全都耦合到三相上去。

5.2 GPRS接口电路

GPRS接13电路由模块GM47和W77E58构成。GM47是爱立信公司生产的GPRS模块.它通过自带的UART端13与MCU或Pc机联系。在本系统中, GM47的RD (串行数据输出) 和TD (串行数据输入) 分别与MCU W77E58的RXD TXD相连, CTS (发送清零) 、RTS (发送请求) 、DTR (数据终端准备好) 、DCD (数据有效检测) 作为控制111与W77E58的P1.4~P1.7相连。另外, GM47还需与SIM卡、天线和电源等的连接。

结束语

对于物业管理部门来说, 抄表一直是一件非常头疼的事情, 需要投入大量的人力、物力和财力。因为户用计量仪表种类、数量众多, 地理位置分散, 给工作人员带来极大的不方便。采用GPRS网络远程数据通信方法解决了此问题, 同时也解决了远程监测系统通信问题, 比起其它有线通信方式有着不可比拟的优越性由于采用的是无线模式.数据传输的安全性得到r很大的提高。当然, 万事有利必有弊。该方法的实施也还在一些缺陷, 如GPRS通信方式比起CSD (电路拨号) 通信方式的可靠性和实时性还有待提高。但是, 随着GPRS网络的逐渐完整和应用技术的不断成熟.GPRS在其它工业领域的应用必将越来越广阔.

摘要：本文介绍了一种基于电力线载波和GPRS技术的远程抄表系统, 系统能够及时、准确地采集户用计量仪表的相关数据。文中详细给出了系统各组成部分的原理、内部结构和工作过程。最后对系统的安全措施和升级性能做了阐述。

关键词：户用计量仪表,GPRS,电力载波,远程采集,单片机

参考文献

[1]肖闽进.基于GPRS的配电监控系统设计与实现[J].常州工学院学报, 2004, (6) .

[2]刘小波.基于GPRS的分布式配电网络远程监控系统[J].高压电器, 2005, (5) .

[3]施伯乐, 丁宝康.数据库技术[M].科学出版社, 2004.

GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇3

摘要：文章介绍了GPRS电力远程抄表系统的改进与应用，通过对原抄表系统的改进，中原油田分公司采油三厂供电的可靠性和经济性有了大幅度提高，油区电网运行日趋平稳，原油上产、稳产有了可靠保障。

关键词：抄表系统；改进与应用

中图分类号：TM764文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）22-0032-02

随着油田建设和发展的需求，对油区供电质量和供电可靠性提出了更高的要求，而我厂原有的电力抄表系统在运用中出现了种种问题，给电网的正常运行和原油生产带来了负面影响，已不能满足目前生产的需要，迫切需要对CPRS电力运程抄表系统进行改进。

1原有抄表系统的存在的问题

目前，我厂文明寨油矿计量站、马寨油矿计量站、卫城油矿部分计量站安装的是原有电力远程抄表系统，共计97台。这种抄表系统经过较长时间的运行,出现了以下一系列问题：

①该抄表系统在运行中，有些计量站的终端SIM卡经常出现停机、无法接通等现象，致使数据无法正常回传。

②抄表系统服务器主机卡停机后，致使终端SIM卡无法正常调试。调试步骤复杂，调试过程中采用手机短信注册方式调试。

③该抄表系统的一次侧与二次侧在一个计量箱内，箱内空间狭小，给调试工作带来极大安全隐患。

④数据传输回来时间出现延时、时有时无的现象，并且不能整点传输；当二次侧出现故障时，一次侧必须停电处理，影响采油区原油上产。

2对原抄表系统的改进

针对这种情况，供电大队技术人员与计量厂家积极研究攻关，对原有抄表系统进行了技术改进。

①在计量箱电源一次侧加装保险装置；计量箱内增加端子排。

②对抄表终端进行了升级，原有大终端更换为小终端。

③一次侧与二次侧分别装在两个箱内，中间用二次线连接。

3特点

①实时性强。由于GPRS具有实时在线特性，系统无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理多个/所有数据采集点的数据。

②可对电表设备进行远程控制。通过GPRS双向系统还可实现对电表设备进行远程控制，进行参数调整、开关等控制操作。

③建设成本少低。由于采用GPRS的无线公网平台，只需安装好设备就可以，不需要为远程抄表进行专门布线，前期投资少、见效快，后期升级、维护成本低。

④集抄范围广。GPRS覆盖范围广，在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以完成对集抄的控制和管理。

⑤数据传送速率高，通信费用低。采用包月计费方式，运营成本低。

4对比分析

改进前：抄表系统的一次侧与二次侧在一个计量柜内，计量柜内空间狭小，母排与设备间的距离近，给二次侧计量调试带来了极大隐患。

改进后：抄表系统的一次侧与二次侧分开，分别装在两个柜子内，在计量调试时避免了与高压侧母排接触，提高了安全系数。

技术创新后实物如图1所示。

①加装保险装置后，当抄表系统出现异常，就不需要停电处理，只需要将保险拔掉，保证了油井的正常生产。

②增加端子排是为了调试时，更好的短接电流互感器的二次侧。以往短接电流互感器二次侧都是采用自制的短接线（短接夹）在电流互感器上直接短接，有时候不能完全短接，这样就很容易产生高电压。采用端子排后，直接就可以在端子排上短接，可以有效地避免这种情况。

③小终端改为大终端后，现场调试方法更加简便，不在采用SIM卡短信调试，只需要笔记本电脑通过数据线与终端485接口相连，在电脑上写入数据即可。采用小终端后数据传输时间均为整点传输，数据对比更加精确。

④改进后调试方法更加简便、快捷，通过笔记本电脑现场即可写入数据。输入参数后直接点写入参数即完成调试。改进前，需要通过短信一步一步完成注册。

目前，在卫城正在安装的该装置均为创新后的系统，共计安装34台。

5效益分析

①原油损失减少。改进后的抄表系统当电能表或传输装置出现故障时，只需拔掉二次侧保险而不需要一次侧停电即可处理。以每年出现5次故障，一次故障需停井10口，每次故障排除时间2小时计算，影响原油产量171.4 t。创效171.4 t×0.4万元/t=68.56万元。

②电网跳闸事故减少。计量箱内一次侧与二次侧分开后，因安全距离、二次侧线路故障导致一次侧故障致使整条线路跳闸事故降低。以每年出现这种事故一次计算。线路故障对原油产量的影响，按50 t计算。创效50 t×0.4万元/ t=20万元。

③调试费用降低。改进后抄表系统，调试方法简单、快捷，节约了大量人力、物力、财力，按10万元计算。创效：10万元。

合计年创造直接经济效益：68.56+20+10=98.56万元。

参考文献：

[1] 林磊.电能计量装置的技术改造[J].中国电力企业管理, 2009,(2).

[2] 姜秀萍.电能计量装置的环节控制[J].中国科技财富,2009,6).

[3] 陆祖良.电能表计量现状和问题讨论[J].中国计量,2009,(1).

GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇4

摘要：主要介绍一种基于GSM网络的GPRS网络通信技术实现的变压器负荷监测系统，通过GPRS网络实现变压器参数的远程监测。该系统具有建网方便、无需布线和几乎不受区域限制，一次性投资少，日常运行费用低等特点。

关键词：GPRS Modem 单片机系统 远程监测 AT命令集

随着无线通信技术的不断提高，利用移动运营商提供的无线网络实现配电网数据采集和监控SCADA，是电力系统现代化的一个重要发展方向。由于GSM网络的通信技术已经成熟，覆盖面又广，利用GSM无线通信方式来实现变压器参数的实时采集，无疑是对现有资源的最大利用。最重要的是GSM网络是由移动运营商投控系统，可以节省数以千亿计的导线材料及人工费用，达到环保、节能、资源最大共享的目的，而且免除了网络的日常修改和维护工作，最大限度地节省了投资。无论何时何地，只要有一部电脑和可以上网的电话线就能实现对各地变压器进行监控；如果配备GPRS（General Packet Radio Service，通用无线分组业务）无线Modem，使能实现，便能实现移动监控。本系统用基于GPRS网络通信技术和网络微处理器技术相结合的方法，解决变压器参数远程传输问题，实现及时报警、实时数据采集和实时负荷监测的功能。其意义在于：通过监视变压器的运行状况，优化配网运行方式；发生故障或异常运行时，迅速报警，及时恢复正常供电，减少停电时间，保证变压器的安全运行；记录电压越限时间，计算电压合格率，从而合理控制电平水平，改善供电质量。

1 系统结构

本系统由现场变压器三相电力参数采集、GPRS通信网络和监测中心上位机软件三大部分构成。变压器三相电力参数采集安装在变压器现场，通过电压互感器（PT）和电流互感器（CT）对变压器二次端的.电气参数进行采集监测；同时，分析、记录采集数据供电位机查询，并在变压器三相电力参数出现异常事件时主动上传告警信息。GPRS通信网络是监测中心与现场变压器之间的数据传输的桥梁，通过GPRS网络使现场变压器的相关参数能够主时传送到监测中心计算机；监测中心软件一方面通过GPRS网络与现场监测器进行双向通信，另一方面为用户提供一个可视化界面，让用户足不出户即可了解远方变压器相对实时的运行状况。与现场GPRS无线Modem相对应，监测中心计算机必须借助GPRS无线Modem拨号进行GPRS网络，方可与现场监测器进行远程通信。系统结构如图1所示。

变压器三相电力参数采集包括两大部分。一是电力参数采集模块，对变压器三相电气参数进行实时采集；同时存储历史数据，以便监测中心要了解变压器的电压、电流、功率等电参数质量时，可以通过预先设定的查询历史数据命令获取，然后通过监测中心软件分析形成曲线报表等。二是智能监测与GPRS通信管理模块。该模块监测与分析采集模块送出的实时参数，如果发现电压电流超限或断电来电，则启动GPRS通信模块的监测中心发送报警信息；当上位机软件发起通信请求时，还要负责握手和建立通信链路。

监测中心软件为用户提供一个可视化的监测界面。该监测界面采用多级电子地图的形式，让用户直观、方便、快捷地了解变压器的运行状态。通过此界面，用户可以及时发现变压器出现的故障。譬如，某变压器A相电压过大，则在电子地图中该变压器处出现闪烁亮点，提示用户该变压器出现警情，并伴有声音报警。用户可以点击变压器图标处查看告警详细内容；同时，用户通过查询历

GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇5

随着我国经济社会的发展，对行业信息化建设不断提出新要求，对观测手段和方法以及水行业的监测技术的研发和应用提出了越来越高的要求；现代电子技术、传感技术、通信技术和计算机技术的迅速发展，也促进了水行业监测技术自动化的发展。在此方面易维就走在了水行业信息建设的前端。

一、水行业监测自动化技术的应用

1、水行业监测的范围与内容：

水行业的监测是传感器技术与采集、存储、传输、处理技术的集成。

监测范围：江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等。

监测内容：水位、流量、流速、压力和水质等。

2、水位的采集和传输

用于自动化监测的水位传感器主要有浮子式水位计、压力式水位计、电子水尺和超声波水位计等。这些传感器可以直接接到PLC上，自动监测水位参数。地下水位的监测与地表水相同。目前，省水文监测站与各采集点之间的数据通信主要采用手工抄录或PSTN电话线传输。采用电话线传输数据时，由于每次拨号都需要等待，速度慢，而且费用也较高。同时，由于各监控点分布范围广、数量多、距离远，个别点还地处偏僻，因此需申请很多电话线，而且有些监控点有线线路难以到达。

GPRS具有速度快、使用费用低的特点，其传输速度可达171.2kb/s。与有线通讯方式相比，采用GPRS无线通信方式则显得非常灵活，它具有组网灵活、扩展容易、运行费用低投，维护简单、性价比高等优点因此，目前正考虑采用GPRS无线传输方式解决污染源监测数据的实时传输问题。

二、解决方案介绍：

（一）系统结构

（二）GPRS无线网络与中心软件的连方式：

A、公网方案：

中心用一个服务器组作为中心接收，中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网固定IP或者公网动态IP+DNS解析服务。此种方案先向INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务。

1)中心公网固定IP：监控点直接向中心固定IP发起连接。运行可靠稳定，推荐此种方案。（当然固定IP费用比较贵，视客户财力决定）

2)中心公网动态IP+DNS 解析服务：大部分IP都是动态的，而且费用相对便宜。客户先与DNS 服务商联系开通动态域名，动态域名解析软件网址如下：（可以先申请免费的二级域名）88IP名解析http:// 监控点先采用域名寻址方式连接DNS 服务器，再由DNS 服务器找到中心公网动态IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的DNS服务商。

如上图所示水文远程测控调度系统由调度中心、无线GPRS网络、远程终端单元（GPRS无线传输设备，PLC）几个部分组成：

1.远程终端单元

远程终端单元分散的分布在远程各个遥测点上，主要由GPRS模块、电源、天线、PLC及各种水行业传感器等几部分组成。PLC与现场仪表(传感器)相连，对现场仪表(传感器)的开关量、模拟量信号进行数据采集、处理、存储并通过GPRS模块向调度中心传送数据，接收并执行调度中心的命令。

PLC：根据客户要求选择使用品牌，如LG、西门子、三菱、欧姆龙等。

无线传输设备： LQ1200 GPRS DTU透明无线数据传输终端，通过RS232/RS485/TTL与水行业设备采集点的各个PLC连接，通过 GPRS网络,把数据传到调度中心。

2.调度中心

调度中心计算机处理系统是一个开放式实时应用系统，实现全部的数据处理工作。中心的功能有：数据收发管理、站点管理、水行业数据管理和系统管理。

数据遥测功能：定时巡测、手动巡测、随机抽测、分组召测。

遥控功能：控制RTU 开关量输出点的开、关状态、遥信开关状态。

参数状态管理功能：设置修改各测量数据上、下限值，通讯参数。

在线组态功能：新增数据采集点等参数通过组态定义即可完成。

数据库管理功能：对测得的数据建库，对数据进行处理，查询历史数据，报表打印。

数据显示功能： 能显示测量的各种数据、遥信开关状态、各种系统图形等，具有图形功能,模拟显示管网图、水厂工艺流程图等。

抢修修理、停水、管网冲洗等数据录入及统计。

数据共享功能：提供一个WEB站点，该WEB站点使公司宽带内部网的任意一台工作站只通过WEB浏览器就可以登陆查看所有监控点的实时数据和存储的任何时间段的历史数据。WEB 站点通过用户身份认证授权方式控制该用户可访问那些监控点的实时监控数据和存储的任何时间段的历史数据。调度中心系统管理员能增加、删除可访问用户，并对用户进行不同权限的授权。该WEB站点应能通过超链接方式联入公司统一平台。

水表远程抄表系统设计注意事项 篇6

水表远程抄表系统由智能水表、多信道通信机（以下简称通信机）和嵌入式数据路由器（以下简称路由器）。每一个小区由一台路由器、N块水表和N/99台通信机组成。在该系统中需要理解几个定义：

◆底层：底层是指每一台通信机和智能水表组成的系统简称为底层，每个底层最多用户数量为99户；

◆下行线：通信机与智能水表之间的连接线简称下行线； ◆上行线：路由器与通信机之间的连接线简称为上行线。

在设计过程中，系统的预埋线管走向基本与自来水管道一致。在设计中需要注意以下事项：

1、室外地埋线管采用具有抗压的PE管材，一般采用Φ20盘管；

2、室内管道井采用PVC管材，一般采用Φ20的穿线管；

3、下行线的设计长度不超过400米；

4、每个底层的用户数量不超过99户；

5、室外线管的预埋长度若超过100米则需要设计过线井，过线井可以借助自来水管道的阀门井、水表井等；

6、路由器的安装位置根据整个小区的楼房布置进行设计，一般设计为前端或者是末端，并且安装在有手机信号的位置处；

7、上行线的设计按照一进一出的原则设计；不能出现”T*”字的布线方式；上行线的设计需要充分考虑到小区的后续楼房的建设，以便加入系统；

8、路由器处的上行线最多可敷设至4颗；

9、水表安装在室内管道井的小区，通信机和路由器的防护箱一般安装在地下车库或者是管道井内，安装的位置要能够方便的取用市电；

10、水表安装在室外水表井内的小区，通信机的防护箱安装在靠近该底层的楼栋外墙处，路由器根据取电点进行安装；

11、穿线管的设计为单管单线；

GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇7

1 系统构成

它是在原有自动抄表系统的基础上改造过来的, 原来的系统是在管理微机中口处外接一个88232/485转换器, 然后直接与具有R8-485通信接口的采集器相连。

改造后的具有GPRB功能的无线自动抄表系统共分三层。第一层为原来的采集器, 第2层为集中器, 第三层为管理微机 (数据中心) 。采集器部分为能收集多路、多种能耗 (水、电、气、暖等) 脉冲的具有通信能力的智能设备, 它与集中器之间的通信采用技术成熟的R8-485总线方式。而管理微机那儿是通过以太网完成与各个集中器的数据交换, 当然, 它还担负着用户界面操作、数据管理、费用结算、帐单打印等服务功能。这种从原来的两级网络结构变为三级网络结构, 从系统的容量上看, 是一次彻底的革命, 因为增加的中间级是具有GPRB模块的集中器。

显然采集器的电路已经具备与集中器直接相连的功能, 因此电路不需作任何修改。管理微机那儿我们可以考虑直接带通信数据透明的GPRB功能模块, 而不作硬件上的重新设计。

2 GPRS组网方案

GPRS作为一种无线传输方式具有使用方便灵活的特点, 它可以根据用户的管理微机的具体情况应用不同的组网方式。

方案一:固定IP地址连接。

管理微机有固定公网IP地址。集中器的GPRS通讯模块直接向管理微机发起连接, 运行可靠稳定。此时将固定IP地址写入模块中, 上电后自动与管理微机连接。

方案二:中心公网动态IP+DNS解析服务。

客户先与DNS服务商联系开通动态域名, 监控点先采用域名寻址方式连接D N S服务器, 再由DNS服务器找到中心公网动态IP, 建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用, 但稳定性受制于DNS服务器的稳定, 所以要寻找可靠的DNS服务商。此种方案适合小规模应用。

方案三:中心采用主副GPRS-DTU, 采用移动内网动态IP+移动DNS解析服务。

此种方案客户先与移动DNS服务商联系开通移动动态域名, 监控点先采用域名寻址方式连接移动DNS服务器, 再由移动DNS服务器找到中心移动动态IP, 建立连接。中心也用G P R S-D T U做接收端, 但GPRS无线方式的中心不如有线方式的稳定, 所以采用主副两个G P R S-D T U作冗余备份。

3 集中器设计

3.1 硬件设计

本系统基于芯片的性能、功耗、专业水平等多方面因素, 最终选择了以ARM 920T为核心的SAMSUNG S3C2410, 作为整个硬件系统的核心部分。S3C2410是SAMSUNG公司针对工业级和民用级等多种应用场合设计的一款性价比较高的16/32位RISC嵌入式微处理器, 其内部包含ARM公司设计的16/32位ARM 920T RISC处理内核。各主要部分基本功能如下。

(1) RS485接口电路用于与上位机进行串行通信。

(2) 10MHz有源晶振为系统提供工作时钟, 通过片内PLL电路倍频为50MHz作为微处理器的工作时钟。

(3) FLASH存储器可存放己调试好的用户应用程序和嵌入式操作系统。

(4) SDRAM存储器作为系统运行时的主要区域、系统及用户数据、堆栈等均位于S D R A M存储器中。

(5) GPRS远程数据传输模块用来进行无线数据通信。

(6) JTAG接口可对芯片内部的所有部件进行访问, 通过该接口可对系统进行调试、编程[3]。

3.2 软件设计

本系统选用源代码公开的嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ, 它具有源代码公开、可移植性强、可固化、可裁剪等特点, 并且是完全占先式实时内核, 最多可以管理64个任务。根据系统的功能要求, 按优先级从高到低顺序排列分为以下几个任务:系统监视任务、键盘扫描任务, 数据采集与处理任务, 显示任务、通信任务、其他任务。采用μC/OS-ⅡV2.52版本的内核, 其全部源代码量大约是6000~7000行, 共16个文件, 将其移植到ARM处理器上, 一共需要修改3个与A R M体系结构相关的文件:O S_C P U.H (C语言头文件) , OS_CPU_C.C (C程序源文件) , O S_C P U_A.A S M (汇编程序源文件) , 代码量大约是500行。移植的过程如下。

(1) 设置OS_CPU.H, 与处理器和编译器相关的代码。

(2) 在OS_CPU_C.C, 编写6个与操作系统相关的函数。

(3) 在OS_CPU_A.ASM文件中编写4个处理器相关函数。

在完成以上工作之后, 嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ就可以在S3C2410上工作了。

4 结语

GPRS作为一种高科技的通信方式, 具有建网快、易维护、覆盖而广、传送快捷费用低、系统结构可扩充、系统可用性高等优点, 特别适合城市周围、分散边远的变电站的电表数据集抄, 是城市配电网调度自动化的完善与补充。将嵌入式操作系统应用于抄表系统中增加了数据中心的抄表量, 由于系统可以进行多线程管理, 节约了成本。将GPRS无线通讯技术和嵌入式操作系统有力的结合起来, 具有传输速率快、可靠性高、实时性好、经济实用等优点, 具有良好的应用前景。

摘要：将先进的GPRS无线通讯技术和计算机技术有机结合起来, 并且将嵌入式操作系统移植到ARM系列微控制器中, 提出了一种基于ARM9微控制器s3c2410和GPRS无线通讯模块的远程自动抄表系统。文中介绍了系统的硬件构成, 移植了嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统, 给出了GPRS通讯技术的基本原理和组网方案。经过验证, 该系统传输速率快, 可靠性高, 实时性好, 经济适用, 可以满足远程抄表的要求。

关键词：GPRS,嵌入式操作系统,无线自动抄表

参考文献

[1]周立功, 等.ARM微控制器基础与实战[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2005.

[2]刘光明.基于GPRS技术的电力设备远程监控系统设计[J].北京:中国科技信息, 2006.

[3]杨本臣, 李露.基于嵌入式系统和GPRS的热网换热站监控系统[J].北京:中国科技信息, 2007.

GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇8

[摘要]分析原始手工抄表暴露出的质量和效率问题，介绍了电力载波远程自动集中抄表系统的优势及在营销管理上应用该系统所带来的社会效益和经济效益。

[关键词]电力载波(PLC)自动集中抄表营销管理经济效益

0引言

随着国内电力事业前所未有的发展，电力资源的需求也迅速增长。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，在实时性、准确性和应用性等方面都存在诸多不足之处。电力部门面临着如何准确及时结算购售电量、系统网损等工作。为了能够更好地为经营决策提供有力的数据依据，采用计算机技术来实现电力部门数据的信息化和自动化势在必行。

随着我国经济飞速发展以及人民生活水平不断提高，电力作为未来社会的重要能源，必向市场化、信息化发展，伴随着我国城乡“一户一表”建设改造工程已逐步进入尾声，传统的手工抄表方式暴露出日益严重的质量和效率问题。抄表环节已经成为电力营销的严重瓶颈，解决这一环节的根本途径是采用先进的抄表技术和抄表手段，即实现远程集中自动抄表。

1电力载波远程自动集中抄表系统简介

电力载波远程自动集中抄表系统是以先进的电力载波通讯(PLC)技术作为下行通信通道，上行通道可根据用户有RS232接口通讯、PSTN电话线通讯、GSM无线通讯、GPRS无线通讯四种方式选择。利用现有的电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。

由于使用坚固可靠的电力线作为载波信号的传输媒介，因此具有信息传输稳定可靠、路由合理等特点，是唯一不需要线路投资的有线通信方式。

该系统的特点是：电量计量准确，通讯可靠性高，综合成本低，灵活度高，施工量小，运行费用少，适应能力强。

2电力载波远程自动集中抄表系统的优势

电力载波远程自动集中抄表系统是在PLC技术基础上发展起来的新一代抄表产品，具有以下明显优势：

(1)在总体设计上以系统工程的观点提出了对现存的问题、相关问题和未来问题的一揽子解决方案和配套措施。尤其是针对非现场抄表带来的窃电、电表故障、电费通知、线损计算、非正常数据分析等问题，设计了配套管理软件。

(2)为了确保数据的准确性，配套使用电子式载波电能表，确保抄表数据的准确性和实时性，计数误差等于零。

(3)投资最省，将需求量较大的设备成本降到最低，利用电力线路做通讯介质，免去了架设专线的施工和投资。

(4)安装使用简单方便，接线少，无需安装专门信号线，不必集中装表，是目前安装施工量最小的产品。

(5)集中器具备记忆与感知电网结构的智能，能够对抄读结果自动分析，自我总结各个电能表的相位及相对位置，随着对电能表的分布不断感知，对电网结构的认识将不断自我修正，一旦某只电能表的数据读取不到，能够迅速选择最佳的中继电能表进行中继接力抄读。

(6)为营销管理系统准备好了电费发行数据及数据接口，同时也为电力生产的配变监测准备好了数据通道。

(7)电表还可带有控制开关，可实现远程拉合闸控制。该系统实现了远程抄表和监控功能，极大减少电力部门的劳动力，提高了用电管理水平。

3电力载波远程自动集中抄表系统在营销管理上应用带来的社会和经济效益

(1)线损计算更加精确

集中自动抄表系统应用后，可以做到每天抄表而且抄表数据均为同一时刻冻结的电能数据，也就可以做到每天对线损进行分析，消除人为因素所造成的电量误差，管理损失降至为“0”，从而使台区线损统计真正达到了及时、准确，为进一步降低台区线损率指明了方向。

(2)提高了工作效率

人工抄表每人一天最多也只能抄上300～500户，伴随着城镇住宅建设的日益发展，多种电价制度开始推行。抄表计量日趋复杂，该系统无需抄表员走街串户，上门抄表，中央计算机可以集中抄取所辖范围内任一台变的所有用户的电表数据。这个过程只需数分钟，各部门、各系统之间可以实现数据共享，还可以对数据进行深加工，降低了抄收员的工作负担，加强了抄表的及时性和准确性，避免了由于抄表人员责任心不强所发生的漏抄和估抄问题。

能够使电力营销部门及时获知用户电表异常，及时为用户排忧解难。同时，解决了落后的数据加工及处理手段，可以节约大量的人力，那些从抄写解放出来的业务人员可以集中更多的精力与时间为用户服务，改善服务质量，提高电力行业的社会形象。还能够让电力部门有效地控制电费电价。

尤其在广大农村，应用自动抄表系统，避免抄、核、收等环节的人为因素，对于杜绝人情电、关系电、权利电、减轻农民负担意义重大。

4结束语

GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇9

在我国, 远程抄表技术发展经历了最初的脉冲发信表、小区无线传感网络的自动抄表系统和基于GSM网络的远程自动抄表系统几个阶段。

脉冲发信表采用干簧管或霍耳传感器, 使用中常会存在由于表盘的抖动和传输过程的电磁干扰等因素, 易引起脉冲丢失或多计脉冲。因此, 在使用一段时间后, 容易造成抄表数据与电表现场读数值不一致问题。

电力载波抄表在电网传输数据过程中, 经常会受无线电信号、电磁信号、脉冲信号的干扰, 导致传输数据错码、丢码的情况。随着一些新的技术标准的出台, 以及新的需求的出现, 其原有技术所依赖的软硬件平台已经无法满足它们的性能要求, 如集中器大容量数据存储、Web服务等。

基于GSM的远程自动抄表系统。由测控终端、GSM网络和管理中心3部分组成。该系统具有抄收速度快、计算精度高、管理数字化、运行成本低等突出的优点。

GPRS是在GSM基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输方式, 与上述的GSM比较, GPRS在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势:信道资源有效利用率高, 特别适合突发性、频繁的小流量数据传输;相对于GSM的9.6kbps的访问速度而言, GPRS拥有171.2kbps的访问速度;连接建立时间短, GSM需要10～30s, 而GPRS只需小于1s的时间就可以访问到相关请求;运行成本低, GSM按连接时间计费, 而GPRS只需要按数据流量计费; GPRS还能支持用户在进行数据传输的同时进行语音通话等。所以, 基于GPRS的自动抄表系统与GSM自动抄表系统相比更具有先进性、实用性, 具有显著的经济效益。

1 远程自动抄表系统结构

1.1 远程自动抄表系统的网络层次结构

远程自动抄表系统采用四层的网络结构, 分别由底层数据采集控制层、网络传输层、数据处理层、用户数据层组成。系统网络层次结构如图1所示。

(1) 数据采集控制层, 位于用户的设备现场, 由远程测控模块负责完成对用户电表表数的采集、预警及开关的控制操作。

(2) 网络传输层, 将采集控制层的数据无差错的传输到数据处理层以及内网相关资源子网数据的传输。有线网络采用千兆光纤和百兆双绞线, 无线网络采用GPRS网络。

(3) 数据处理层, 由多组数据库服务器和web服务器组成, 负责数据的采集、存储、处理、备份操作。并将数据通过web服务器以web的形式发布, 实现B/S、 C/S体系的无缝集成。

(4) 用户数据层, 将数据处理层分析处理过的数据以桌面应用软件或者web页面的方式呈献给用户, 接受用户对系统的监控操作。

1.2 远程自动抄表系统组成

远程自动抄表系统由接入Internet网络的无线数据监控管理中心对远程电表端带采集器的GPRS模块进行远程无线监控, 实时采集电表的表示数和运行参数, 通过GPRS/Internet网络将采集到的数据传到监控管理中心, 监控管理中心对数据进行统计分析处理, 判断用户剩余电量数, 给出电量不足预告或者停电操作。远程自动抄表系统如图2所示, 整个系统由无线数据监控管理中心、GPRS通信网络、电表数据采集与控制3部分组成, 完成电表数据的远程自动采集、传输、处理及控制。

(1) 监控管理中心:

监控管理中心主干网络采用千兆光纤以太网, 网络交换机采用千兆三层交换机, 建立高速的1000M主干核心交换网, 数据库服务器和web服务器采用稳定的windows 2003络网操作系统, 工作站和PC机采用windows XP操作系统, 数据库系统采用微软的SQL Server2000系统。系统互联协议采用通用的TCP/IP网络协议, 网络中心服务器配置Internet固定的IP地址和互联网出口, 通过GPRS无线网络与采集器相连, 实现对远程电表数据的采集和控制。

(2) GPRS通信网络:

GPRS通信使用现有的移动通信GMS网络, 采用分组交换传输模式, 可以多个用户共享同一个无线信道, 资源利用率高;传输速率高, 可达到115kbit/s传输速率, 最高可达到171.2kbit/s;接入时间短, 接入时间小于1s, 可大幅度提高远程数据采集和监控的效率;GPRS支持IP协议和X.25协议, 能够提供Internet全球性无线接入。GPRS网络为监控管理中心和电表之间提供安全可靠的数据传输。其通信方式如图3所示。

(3) 电表数据采集与控制:

电度表计量并显示用户用电情况, 采集终端负责采集电表表示数和运行参数并通过RS232端口传递给GPRS模块, EDA9060模块带有继电器开关控制功能, 监控中心通过该模块实现对现场开关的控制操作。

2 远程自动抄表及预警控制

系统实现自动整点采集电表表示数 (电能值) , 自动定时采集电表运行参数和电网状态值, 然后将采集的数据通过GPRS网络传输到监控管理中心, 由监控管理中心对数据进行存储、统计分析处理和数据发布, 监控管理中心根据得到的电表表示数和运行参数及电网状态值对表终端控制设备进行预警和控制。

系统在自动抄表时采集电表的电能值、电表运行参数和电网状态值。在采集过程中, 首先要验证GPRS模块是否在线, 通过给采集终端发送一个读配置命令来验证是否在线, 如果采集终端收到这个读配置命令, 采集终端不做任何操作, 否则将给GPRS模块进行复位操作。这样采集终端在整点的时候自动采集电表的电能值。同时, 系统还要给采集终端发送校时命令使采集终端的时钟和上位机保持一致。系统将一天分成24次进行采集, 每小时采集一次, 便于进行查询与分析。系统在每小时的15分时发送读配置命令, 在22分时发送广播校时命令, 在30分时发送采集电表运行参数和电网状态命令, 45分时发送采集电能命令。

采集终端采集的电能值包括正向有功总电能、反向有功总电能、正向无功总电能、反向无功总电能四部分。采集的电表运行参数包括A相电压、B相电压、C相电压、A相电流、B相电流、C相电流、瞬时有功功率、A相有功功率、B相有功功率、C相有功功率、瞬时无功功率、A相无功功率、B相无功功率、C相无功功率、总功率因数、A相功率因数、B相功率因数、C相功率因数。采集的电网状态包括A相断电、B相断电、C相断电、A相过压、B相过压、C相过压。

采集终端将采集的电能值、电表运行参数、电网状态值由GPRS模块通过GPRS网络发送到监控管理中心, 监控管理中心对数据进行存储、处理, 同时对远程终端设备进行预警, 如开箱警告、停电警告、过载警告等, 并通过EDA9060模块实现对现场开关的控制操作, 如欠费停电拉闸、停电数据保护等。

3 系统的安全技术

在系统安全性方面, 系统对用户实行分级授权管理和提供防火墙功能及完善的数据备份功能外, 对GPRS网络无线数据监控中心还提供了安全技术解决方案, 以确保数据安全可靠。

3.1 IP过滤技术

由于监控中心服务于GPRS子网用户, 所有访问客户的IP必为GPRS子网内的IP。因此, 在系统中采用了IP过滤技术, 对所有接受的数据包进行过滤, 抛弃掉所有的非法IP数据包。这一过程就好像将系统置身于移动公司的防火墙保护之下, 所有的非法用户只有先穿过了移动公司的安全防护才有可能访问到本系统, 对于安全措施非常强大的GPRS网络来说, 这将是非常的困难。

3.2 身份授权和密码认证体系

由于该系统是专业化的服务系统, 访问客户是预先确定的, 利用这一特点, 我们在系统中采用了用户ID和密码验证技术, 系统中存储了所有客户端的MAC地址以及密码, 对通过了IP过滤的数据包, 再验证其ID号和密码。对于该系统以外的非法用户, 获取合法的MAC地址和密码将十分困难, 所以这一步极大地增加了系统的安全性。

3.3 数据安全加密通道

系统采用标准的SSL数据安全通讯协议, 在客户端和服务器端建立加密数据通道, 保证私有数据传输的安全性;系统在应用层植入高可靠性的加密算法, 使得数据在任何网络出错时都可以得到保证, 其可靠性高;采用MD5算法产生“报文摘要”已实现对所有发送报文的数字签名, 保证了数据传输过程中的完整性, 防止数据被篡改。

3.4 访问过程跟踪

系统对所有的访问过程进行日志记录, 包括用户身份、IP签名、操作事项等信息, 向系统管理人员提供了详细完整的地址、时间、数字等有效的操作证明。

4 系统软件结构及功能实现

远程自动化抄表系统的软件设计主要解决远程电表数据的采集、数据的接收、数据存储管理、数据发布、远程控制等功能。分以下几个模块:

4.1 注册模块

实现GPRS设备模块与监控管理中心服务器之间的通信链路的建立, 为接收数据建立物理通道。软件可以自动侦测网络路径建立状态, 如果发生断线、掉线情况, 系统可以自动初始化建立新的物理连接, 并启动数据采集接收模块, 采集终端数据。

4.2 数据接收模块

实现监控管理中心接收服务器与现场采集终端之间在已有的物理链路基础上, 按照固定频率、通信协议进行数据的采集接收, 将现场的数据采集到中心接收服务器端。系统数据采集频率可以设置, 可以与采集终端之间进行双向数据交流。

4.3 数据存储模块

实现对已经接收的数据按照硬件的固定数据包协议和数据格式进行数据解包, 并通过系统ODBC接口将数据插入到指定的数据库中, 数据库的设计具有通用性、实时性、稳定、安全、可靠。数据表符合应用要求, 达到数据存储独立性、硬件扩展独立性、系统应用独立性, 即系统扩充和现场硬件设备的调整不发生数据存储逻辑结构的变化, 数据存储的变化不需要现场硬件的调整和注册接收转发服务器软件的调整。

4.4 数据管理模块

实现系统硬件、数据、应用及系统的综合管理。包括添加新的硬件、调整硬件通信、采集参数、监控通信状态、数据采集状态、故障调整报警等;扩充新的数据、对已有的数据增加新的数据、数据存储状态及数据备份管理;维护已有的应用、扩充新的应用、系统安全性管理。

4.5 数据发布模块

对数据库服务器处理的数据由Web服务器通过Web的方式进行发布。

4.6 远程控制模块

系统可采集电表的电能数、运行参数以及电网的状态值, 对过载、断相及用户欠费具有远程自动控制功能, 对系统故障具有报警和统计等功能。

5 结语

基于GPRS网络的远程自动抄表系统采用GPRS无线网络通信技术, 实现了远程自动抄表、预警、控制、多表数据抄收、数据管理等多种功能。解决了实时性、抄收成本与通信距离问题。GPRS无线网络易于数据采集点的扩展, 易于组建跨地区的网络, 运行费用低, 通信安全可靠。我们相信, 随着GPRS通信技术的不断成熟和自动抄表技术的不断完善, 这种远程无线自动抄表技术也将会得到更好的发展和提高。

参考文献

[1]樊崇理, 张进明.智能电表的发展现状及分析[J].现代科学仪器, 2000 (5) :25-26.

[2]刘伟平.户用计量仪表管理软件的开发[D].兰州理工大学硕士论文, 2006.

GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇10

GPRS是通用分组无线服务技术 (General Packet Radio Service) 的简称, 它利用现有的GSM网络, 以分组数据包的方式进行数据传送。相对于GSM拨号网络而言, 它不仅在数据流量上有了很大的提高, 而且不占用通信连接, 且能保持“永远在线”, 因此成为移动互联网、互联网的宠儿。

二、系统组成

整个系统由数据处理中心、GPRS网络系统和远程开关控制回路三大部分组成, 其示意图如下 (图1) 。

1. 互联网数据中心。

互联网数据中心掌握和记录着整个网络的拓扑信息和状态信息, 并且是管理人员对整个电源回路系统进行管理和控制的操作平台, 系统的主要组成部分是应用服务器和路由器 (接入网关) 组成, 在一些重要的场合还可增加备份服务器, 以增加服务系统的可靠性。

2. GPRS/GSM移动数据传输网络。

GPRS/GSM移动数据传输网络是信息的传输通道。回路的数据经GPRS/GSM网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理, 转换成在公网数据传送的格式, 通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输, 最终传送到监控中心IP地址。而从监控中心发出的控制命令, 也通过GPRS无线数据网络, 经过编码后传送到开关控制回路终端, 由开关控制回路终端的GPRS远程控制器进行解释, 并执行相应的操作。

3. 远程开关控制回路。

远程开关控制回路是各个回路电源控制点承担具体控制任务的环节, 它起到了接受下行控制命令、传送上行状态信息、存储记忆回路定时信息和执行控制命令等作用。

三、工作流程

每一个控制回路在互联网数据中心都有一个唯一的标识 (DTUID) 作为它在系统中的身份识别码, 互联网数据中心通过这个唯一的身份识别码来分辨各控制回路的控制信息。

由于我们不能确定每一个远程开关控制回路是否在工作状态, 所以数据中心必须记录每一个控制回路的当前状态——在线或者不在线, 而各控制中心回路的单片机内也要记录它自己当前的状态——在线或者不在线。

互联网数据中心启动时, 它对所有的远程开关控制回路的记忆都默认为不在线, 此时互联网数据中心处于等待状态, 等待各远程开关控制回路向数据中心主动发出控制请求;当各控制回路冷启动的时候, 也默认自己为不在线状态。

因为互联网数据中心的IP地址可以是固定的, 而各远程控制回路的IP地址则由移动数据服务商提供而无法直接从数据中心取得。在整个系统的初状态, 各控制回路知道数据中心的IP地址和相应的信息, 而数据中心对于各控制回路的IP地址则一无所知, 所以, 在整个系统的初启动状态, 只能由各远程控制回路主动向互联网数据中心发出请求连接信息, 而由互联网数据中心被动响应确认建立连接。确立连接以后, 控制回路的连接状态和数据中心对应于该控制回路的连接状态记忆同时变为“已连接”, 此后数据中心就可以向该控制回路发出查询或者控制信息。

整个系统的通信建立在移动互联网的基础之上, 就必须考虑到随时可能发生的暂时断线的情形, 同时, 互联网控制中心软件也不一定随时都处于工作状态。因此, 在整个控制系统内必须存在一种刷新机制, 定时查询数据中心和各回路的状态, 使得整个控制系统的信息保持同步。为了实现这个目标, 在数据中心和各控制回路都设定了刷新策略:数据中心软件运行时, 对于处于在线记忆状态的控制回路, 定时向它们发出刷新查询请求, 各控制回路收到刷新请求后立即向数据中心返回应答完成这次刷新, 如果数据中心对某个控制回路发出的连续两次刷新查询请求超时没有收到回应, 则应判断该控制回路为“断线”, 将它的记忆状态改为“未连接”;各控制回路的单片机在连接状态下设置超时定时器, 如果长时间没有接到从数据中心发来的刷新查询请求, 则判断自己与数据中心“断线”, 将自己的记忆状态改为“未连接”状态。在“未连接”状态下, 控制回路定时向数据中心发出连接请求, 以表明自己的存在。其流程如图2和图3。

四、应用

随着现代城市夜景亮化工程的规模化、复杂化, 亮化系统的电源开关或控制继电器可能会分散地安装在多处或操作人员不便去的场所, 人工巡查、定时控制等传统城市照明系统的管理方法已经越来越显得不便, 甚至难以实行;同时, 照明回路的激增也产生了大量的回路控制方式, 这使得对它们的统一集中控制成为一种迫切的需求。

通过对各电源开关的控制继电器加装本文所描述的GPRS模块和回路控制应答系统, 并在互联网设立一个公共数据控制中心, 即可实现对各照明回路状态的即时查询和即时控制。

此外, 考虑到照明系统的规律性, 本系统在各远程控制回路终端设置了可选的定时控制脚本, 定时控制脚本可在数据中心软件中设定, 并从控制中心下载到各远程控制回路的终端保存。这样, 即使在数据中心软件不运行或者运行但无人值守的情况下, 各终端回路也能按照脚本的命令定时执行回路的开、关动作。

GPRS电力远程自动抄表系统解决方案 篇11

研究表明, 远程自动化抄表系统自身有较高的稳定性和实效性, 获得较为广泛的推广及应用。然而, 我国电力用户数量非常巨大, 且分布较复杂, 造成电力大用户远程自动化抄表系统的实现存在较多问题。

1 系统构成

主站系统--该系统可实现对计算机及网络等相关硬件系统的优化应用, 基于CDMA/GPRS实现大用户自动抄表软件各模块的优化运行, 针对GPRS数据采集终端设备所提交各类型大用户电能数据信息实施有效处理。其中, 计算机硬件系统主要是由数据库服务器、数据中心服务器、打印机、业务工作站、WEB服务器等设备共同构成。数据中心服务器针对公网固定IP服务器进行有效申请, 其职责在于实现联通或移动专线的合理接入, 同时, 大用户数据采集模块得以优化运行, 并在数据库服务器中把所采集的数据信息存入其中。业务工作站可完成报表和数据统计分析等。WEB服务器设施可用电力专用安全隔离装置向外部不断发布相关信息。

网关设备--该设备可作为是实现业务处理系统跟移动系统合理桥接的通信通道, 如路由器或结合防火墙及路由器等类型设施。

GPRS网关支持点GGSN--该设备为进行大用户跟GPRS无线内部网络有效桥接的相关网关设备。

GPRS网络--传输GPRS数据信息的通道设施。

基站--可实现GPRS数据采集终端设备及GPRS无线内部网络有效连接的相应节点。

GPRS数据采集终端设备--运用技术成熟度相对较高的大用户终端产品。

在大用户端位置进行安装的GPRS数据采集终端设备可运用485线进行电能表数据的有效采集, 而后, 经过基站终端设备可通过无线形式实现无线网络的连接登陆, 在实现IP地址获得的同时, 由于主站数据中心服务器已经完成固定IP的申请工作, 为此客户端所选择的是GPRS数据采集终端设备, 服务器端则选择的是主站系统, 服务器端跟客户端两者可构建UDP/TCP加密回话通道, 运用移动运营商GGSN通过数据专线可完成数据信息的有效传输。

2 功能实现

管理数据库--参考电力大用户的实际特征, 采用专业化水平可实现大用户数据档案及通讯档案等数据库的优化构建, 将其作为主要系统, 确保其安全顺利运行。

管理档案--这就要求电力大用户远程自动化抄表系统需提供档案管理的程序包, 旨在充分实现针对抄表所涉及的相关方案及参数、设备等资料的规范管理, 合理改进系统中相应参数, 如GPRS终端参数及电表参数、网络终端参数等。

采集大用户数据--对于电力大用户远程自动化抄表系统而言, 进行数据采集是其运行的关键, 同时, 该系统可实现对各类型通信手段的兼容, 承担着发送及接收数据等工作。为更便捷对远程电力用户数据进行抄录, 可设置心跳方式, 结合用户所授权的数据采集项目及时间、重复召唤次数等内容开展较为灵活的定义, 而后结合具体需求灵活制定实际所需的抄表策略。相应的数据采集类型包括电能量数据、运行数据、工况数据、电能质量数据、抄表数据等多项内容。

分析统计--针对负荷及电能量实施有效的统计分析, 结合自定义时间段、用户及所在区域、线路、行业等内容就负荷及电能量实施具体的分析及统计;功率因数分析, 主要指的是结合每天每小时所冻结的24点功率因数值针对功率因数所发生的变化通过曲线形式进行绘制, 将具体意义充分表达出来;线损分析, 收集来自于各个线路对应计量点的负荷数据, 尽可能为线损分析工作提供关键参考依据, 同时, 针对各类型原始数据的输入提供合理支持, 旨在实现实时分析统计与报警相应的线损指标;极限分析, 基于已设定好的时间段中, 涉及电压及功率因数、电流等参数的最大值、最小值、平均值;分时间段分类型地针对电量功能进行统计, 结合规定各处的对应地区及时间段、类别, 可分别累计电量功能。

报表--电力大用户远程自动化抄表系统拥有通用电子制表及专用电子制表的相关功能, 可为用户提供更多便利, 及时完成报表内容及格式的构建与改革。此外, 需明确标识实施改动的内容。该系统可结合具体需求对所涉及的各类型数据实施分类, 参考不同的时间间隔展开有效组合, 得到相应报表, 最后打印报表。

3 结语

综上可知, 电力大用户选用远程自动化抄表系统并实现相应功能应用, 既保证系统安全稳定运行, 又节省人力和时间, 优化提升了供电用户用电的管理水平。

摘要：在现代化营销系统建设中, 电能计量是其关键环节。传统意义上的上门抄表计费因较耗时耗力, 将逐渐被自动抄表计费所替代。在此, 本文针对电力大用户远程自动化抄表系统的实现进行简要分析。

关键词：电力,用户,远程,自动化抄表

参考文献

[1]孙少晗, 李继胜, 姚蕾.电力大用户远程自动化抄表系统的实现[J].《继电器》, 2008 (11) .

[2]张琪.电力大用户远程自动化抄表系统的实现分析[J].《电子制作》, 2013 (12) .

[3]樊瑞芳.电力自动化抄表系统与功能分析[J].《中国电力教育》, 2012 (z2) .