遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)

一、  方案介紹

通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可將集群式智能電表采集的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞到各級(jí)的集中監(jiān)控中心，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力監(jiān)測(cè)設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)控和分布式管理。GPRS網(wǎng)絡(luò)可為電力系統(tǒng)提供了簡(jiǎn)單高效的通信傳輸手段。

GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無(wú)線IP連接。在移動(dòng)通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺(tái)上構(gòu)建電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸和控制，具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點(diǎn)，而且設(shè)備安裝方便、維護(hù)簡(jiǎn)單。

GPRS電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)由位于用電管理部門(mén)的配電中心和位于居民小區(qū)的電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)組成，電表數(shù)據(jù)可利用現(xiàn)有的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。

居民小區(qū)的所有電表首先連接到電表集中器，居民用戶的用電數(shù)據(jù)由電表通過(guò)GPRS傳到電表集中器，電表集中器通過(guò)SPI口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端連接，電表數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)協(xié)議封裝后發(fā)送到GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至配電數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)無(wú)線連接。

 

二、  方案優(yōu)點(diǎn)

GPRS無(wú)線電力遠(yuǎn)程抄表與控制系統(tǒng)具備如下特點(diǎn)：

1、實(shí)時(shí)性強(qiáng)：

由于GPRS具有實(shí)時(shí)在線特性，可處理多個(gè)/所有數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)?？珊芎玫臐M足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。

2、可對(duì)電表設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制：

通過(guò)GPRS雙向系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)電表設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整、開(kāi)關(guān)等控制操作。

3、建設(shè)成本低：

由于采用GPRS的無(wú)線公網(wǎng)平臺(tái)，只需安裝好設(shè)備就可以，不需要為遠(yuǎn)程抄表進(jìn)行專(zhuān)門(mén)布線，前期投資少、見(jiàn)效快，后期升級(jí)、維護(hù)成本低；

4、集抄范圍廣：

GPRS覆蓋范圍廣，在無(wú)線GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以完成對(duì)集抄的控制和管理。而且，擴(kuò)容無(wú)限制，接入地點(diǎn)無(wú)限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。

5、系統(tǒng)的傳輸容量大：

用電管理中心要和每一個(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)保持連接。由于電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，而GPRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。

6、數(shù)據(jù)傳送速率高：

每個(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)每次數(shù)據(jù)傳輸量在10Kbps之內(nèi)。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達(dá)115.2kbit/s，目前GPRS實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求。

7、通信費(fèi)用低：采用包月計(jì)費(fèi)方式，運(yùn)營(yíng)成本低。

三、系統(tǒng)構(gòu)建

由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)配置固定的IP地址，各個(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用GPRS模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。

（一）系統(tǒng)組成

1、電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)：

電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)位于居民小區(qū)，居民用戶的用電數(shù)據(jù)由電表SPI接口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端相連。通過(guò)GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置嵌入式處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，協(xié)議封裝后發(fā)送到GSM網(wǎng)絡(luò)，通過(guò) GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送至用電管理部門(mén)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的在線連接。

 電表集中器通過(guò)GPRS直接連接到電表上，既可支持單個(gè)電表，也可以同時(shí)支持多個(gè)電表，實(shí)現(xiàn)對(duì)電表參數(shù)的采集、存儲(chǔ)、預(yù)處理或并將采集到的電表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到用電管理部門(mén)；同時(shí)，電表集中器還可將用電管理部門(mén)發(fā)送的遙控指令傳給電表控制模塊，對(duì)電表進(jìn)行控制操作。

2、用電管理部門(mén)：

用電管理部門(mén)采用專(zhuān)線，與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連。由于專(zhuān)線可提供較高的帶寬，當(dāng)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求。

3、GPRS/GSM移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)：

電表集中器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過(guò)中國(guó)移動(dòng)的GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，傳送到用電管理部門(mén)。

（二）系統(tǒng)方案

 各電表使用GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端，通過(guò)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)與用電管理相連。

凡被授權(quán)的信息采集點(diǎn)均可以使用本系統(tǒng)：

1、電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)必須使用移動(dòng)統(tǒng)一的STK卡，用戶使用本卡只能用于與配電中心的數(shù)據(jù)通信功能。

2、無(wú)線通訊終端設(shè)備使用GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)通信終端。

（三）產(chǎn)品特性

 系統(tǒng)采用GPRS無(wú)線透明數(shù)據(jù)傳輸終端。產(chǎn)品基于GPRS網(wǎng)絡(luò)，具有高性能、高可靠及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)；

 1、支持900／1800／1900MHz三頻GSM/GPRS；

 2、接口： RS232、RS485、PCMCIA；

 3、系統(tǒng)理論傳輸速率115.2Kbps，實(shí)際傳輸速率40Kbps；

 4、支持2000/XP操作系統(tǒng)；

 5、支持透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換； 

 6、支持VPN安全功能；

 7、安裝靈活、使用方便、可靠。

（四）安全措施

 由于電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的特殊性，本系統(tǒng)需要極高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性。安全保障主要是防止來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無(wú)意的破環(huán)，穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠不間斷運(yùn)行，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障，系統(tǒng)也運(yùn)行。

1、APN專(zhuān)網(wǎng)模式：利用SIM卡的唯一性，劃定用戶可接入某系統(tǒng)的范圍，可以有效避免非法入侵。采用中國(guó)移動(dòng)分配的專(zhuān)門(mén)的APN進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)SIM卡和APN進(jìn)行綁定，只有屬于指定行業(yè)的SIM卡才能訪問(wèn)專(zhuān)用APN。

2、對(duì)于特定用戶，可通過(guò)數(shù)據(jù)中心給每個(gè)移動(dòng)終端分配特定的用戶ID和密碼， 其他沒(méi)有數(shù)據(jù)中心分配的用戶ID和密碼的移動(dòng)終端將無(wú)法登錄進(jìn)入系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強(qiáng)。

3、安全的防火墻過(guò)濾，設(shè)置防火墻軟件保障系統(tǒng)安全。

四、結(jié)論

對(duì)于用電管理部門(mén)來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)程抄表一直是一件非常頭疼的事情，需要投入大量的人力、物力和財(cái)力。因?yàn)閿?shù)量眾多，地理位置分散，給工作人員帶來(lái)極大的不方便。電管理部門(mén)也可利用GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)對(duì)各重要電力節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控,自動(dòng)讀取相關(guān)數(shù)據(jù)并加以分析，還可進(jìn)一步進(jìn)行遠(yuǎn)程控制或設(shè)備維護(hù)，可減少人力資源、縮短修護(hù)時(shí)間并節(jié)省專(zhuān)線建設(shè)成