桑榮科技GPRS數(shù)傳在電力遠程監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用(doc11)

1、.：.；桑榮科技GPRS數(shù)傳在電力遠程監(jiān)測系統(tǒng)中的運用GPRS-General Packet Radio Service，通用無線分組業(yè)務(wù)，是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP銜接。通俗地講，GPRS是一項高速數(shù)據(jù)處置的技術(shù)，方法是以“分組的方式傳送資料到用戶手上。用戶上網(wǎng)可以免受斷線的苦楚。香港作為第一個進展GPRS實地測試的地域，曾經(jīng)獲得了良好的收效。運用了GPRS后，數(shù)據(jù)實現(xiàn)分組發(fā)送和接納，用戶就可以總是在線且按流量計費，迅速降低了效力本錢。GPRS的效力本錢僅是CSD(電路交換數(shù)據(jù)，即通常說的撥號數(shù)據(jù)，歐亞WAP業(yè)務(wù)所采用的承載方式)效力本錢的非常之一。

2、GPRS電表遠程抄表系統(tǒng)是廈門桑榮科技和系統(tǒng)集成商協(xié)作開發(fā)的基于GPRS技術(shù)的用電管理自動抄表系統(tǒng)。它由電度表、帶GPRS通訊模塊的采集器和效力器組成。采集器實時采集用戶的用電數(shù)據(jù)，經(jīng)過GPRS把數(shù)據(jù)聚集到效力器。具有采集數(shù)據(jù)快速準確，能快速生成用電統(tǒng)計分析,交費單據(jù)等特點，與傳統(tǒng)的人工抄表、線抄表相比，極大地提高了效率。本系統(tǒng)除了準確、實時抄表外，還提供了設(shè)備管理功能，如告警：開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過載告警等；控制：對欠費用戶進展拉閘等。并提供停電數(shù)據(jù)維護功能，在停電48-72小時內(nèi)仍可抄表和監(jiān)控。本系統(tǒng)結(jié)合挪動公司的短信平臺，在告警時，可根據(jù)詳細內(nèi)容發(fā)短信給相關(guān)的管理人員

3、。本系統(tǒng)提供豐富的接口，可與電業(yè)系統(tǒng)的MIS系統(tǒng)鏈接或進展二次開發(fā)。抄表軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫為ORACLE數(shù)據(jù)庫，運轉(zhuǎn)于WIN98/2000/XP、NT的操作系統(tǒng)，易于運用。軟件所能管理的用戶數(shù)量沒有限制。第二部分 系統(tǒng)組成本系統(tǒng)由帶系統(tǒng)軟件的主站、帶GPRS模塊的采集器、電度表組成。手持終端是本系統(tǒng)的補充，在系統(tǒng)出現(xiàn)不測時進展人工抄表。主站：運轉(zhuǎn)集中抄表系統(tǒng)的計算機效力器或PC機稱為主站，主站經(jīng)過GPRS網(wǎng)絡(luò)與采集器相連。主站要配置一個固定的IP地址和互聯(lián)網(wǎng)出口。帶GPRS模塊的采集器：搜集電表數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)中心，它銜接主站和電度表。電度表：計量并顯示用戶的用電情況，將用電信息傳輸?shù)紾PRS采集器

4、。這三個主要的組成部份是相互關(guān)聯(lián)的主從關(guān)系。整個構(gòu)造如以下圖所示： 根據(jù)抄表對象的不同我們設(shè)計以下三種抄表方式：2.1居民用戶抄表系統(tǒng)1、電表：1.0級單相靜止式電子式電度表，具有光耦脈沖輸出功能。2、帶GPRS功能的采集器內(nèi)置Saro-3150EP的GPRS-DTU： 124個I/O口，可帶24戶電度表 2停電數(shù)據(jù)維護 3帶后備電源，停電后仍可抄表3、抄表內(nèi)容： 1電量 2其他4、抄表方式： 1自動抄表 2定時上報 3實時查詢5、告警內(nèi)容：1開箱告警2停電告警6、可添加遠程控制拉閘功能，電能表要添加內(nèi)置繼電器。7、技術(shù)目的：1系統(tǒng)容量：采集器容量：最多接24塊電表；系統(tǒng)容量：原那么上不受限制

5、，實踐可根據(jù)需求和主站電腦的容量確定；2 通訊間隔 ：采集器與電表：采用雙芯多股線，對于機械表，間隔 500m；對于電子式電表，間隔 50m；主站與采集器：采用GPRS網(wǎng)絡(luò)作為通訊介質(zhì)，間隔 不受限制；3通訊勝利率：主站與采集器之間，采用基于可靠銜接的TCP/IP協(xié)議，通訊勝利率為100%。2.2大集團用戶抄表系統(tǒng)1、 電表：A三相有功無功多功能表，有功0.5級、無功2級，具有RS-485通訊接口，電力部DL/T645通訊規(guī)約?；蛘哌\用：B三相有功復(fù)費率表，有功1級，具有RS-485通訊接口，電力部DL/T645通訊規(guī)約。實現(xiàn)電能量有功、無功的計量和功率因數(shù)、電壓、電流、頻率等參數(shù)的丈量。2、

6、帶GPRS功能的采集器內(nèi)置Saro-3150EP的GPRS-DTU：1帶一個與電能表通訊的RS-485接口，一個與主站系統(tǒng)通訊的GPRS接口，三個用于報警監(jiān)測的開關(guān)量輸入口和三個用于遠程控制的模擬量輸出口。2支持部標通訊規(guī)約3停電數(shù)據(jù)維護4控制輸出用于遠程控制拉閘或其他功能5帶后備電源，停電后仍可抄表3、系統(tǒng)功能1設(shè)置電能表的參數(shù)，讀取各種計量和管理數(shù)據(jù)；2抄表數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、查詢、備份、報表、圖表生成；3廠站管理；4自動抄表、定時上報、實時查詢等；5掉電數(shù)據(jù)保管；6瞬時量數(shù)據(jù)的綜合處置；7系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份、存檔和向外輸出數(shù)據(jù)；8歷史數(shù)據(jù)事件記錄功能；9實時報警；10根據(jù)線路上的表計關(guān)系計算線路損耗；

7、11可提供多路模擬量、開關(guān)量輸入，實現(xiàn)開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過壓告警、過流告警、過載告警、傾斜或挪動報警等其他功能；12遠程控制斷電功能；13采集的參數(shù)豐富，如： 當前、上月、正向有功、反向有功、無功四象限的總及尖、峰、平、谷四費率電量； 正向、反向、有功、無功的最大需量及最大需量發(fā)生時間； 有功功率、無功功率、三相電壓、三相電流、功率因數(shù)； 感想失壓累計次數(shù)、失壓累計時間、集抄器停電起止時間等； 單位時間負荷曲線、三相電流曲線、三相電壓曲線、有功功率曲線、無功功率曲線、功率因數(shù)曲線。7、技術(shù)目的：1系統(tǒng)容量：采集器容量：最多接255塊電表；系統(tǒng)容量：原那么上不受限制每表一號

8、，實踐可根據(jù)需求和主站電腦的容量確定；2通訊間隔 ：采集器與電表：采用RS-485接口及屏蔽雙絞線，間隔 500m。主站與采集器：采用GPRS網(wǎng)絡(luò)作為通訊介質(zhì)，間隔 不受限制；3通訊勝利率:主站與采集器之間，采用基于可靠銜接的TCP/IP協(xié)議，通訊勝利率為100%；4完全符合IEC1107規(guī)范及國電公司DL/T645；5任務(wù)電源：交流220V20%，50Hz；6通訊速率：1200bps33.6kbps；7采集器功耗：1.5W；8任務(wù)環(huán)境條件：溫度：-1050，相對濕度：90%；9耐壓強度：2KV；絕緣電阻：2M歐姆；10電表數(shù)據(jù)抄收率、可靠性和讀數(shù)準確率到達100%。2.3變電站抄表系統(tǒng)1、電

9、表：三相有功無功多功能表。2、帶GPRS功能的采集器內(nèi)置Saro-3150P的GPRS-DTU：1帶一個485口，三個開關(guān)量和三個模擬量；2支持部標通訊規(guī)約；3停電數(shù)據(jù)維護；4控制輸出；5帶后備電源，停電后仍可抄表。 3、抄表內(nèi)容：1電壓、電流；2有功正、反向分時電量；無功四象限分時電量；3有功正、反向分時最大需量及發(fā)生時間；4無功正、反向分時最大需量及發(fā)生時間；5斷相時間、次數(shù)及斷相期間用電量；6負荷曲線。4、抄表方式：1自動抄表；2定時上報；3實時查詢。5、告警內(nèi)容：1開箱告警；2停電告警；3逆相告警；4超溫告警；5過壓告警；6過流告警；7過載告警；8傾斜或挪動報警等其他功能。6、技術(shù)目的

10、：1系統(tǒng)容量：采集器容量：最多接255塊電表；系統(tǒng)容量：原那么上不受限制每表一號，實踐可根據(jù)需求和主站電腦的容量確定；2通訊間隔 ：采集器與電表：采用RS-485接口及屏蔽雙絞線，間隔 500m。主站與采集器：采用GPRS網(wǎng)絡(luò)作為通訊介質(zhì)，間隔 不受限制；3通訊勝利率:主站與采集器之間，采用基于可靠銜接的TCP/IP協(xié)議，通訊勝利率為100%。2.4系統(tǒng)軟件 GPRS自動抄表系統(tǒng)的中心部分是系統(tǒng)軟件，它遵照DL/T645部標通訊規(guī)約，并有擴展性。抄表軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫為ORACLE數(shù)據(jù)庫，運轉(zhuǎn)于WIN98/2000/XP、NT的操作系統(tǒng)，易于運用。軟件所能管理的用戶數(shù)量沒有限制。系統(tǒng)的功能與特點有

11、：(一)平安可靠：平安性由三方面構(gòu)成：第一，ORACLE數(shù)據(jù)庫是大型的、多用戶的數(shù)據(jù)庫，它的平安性高，允許多用戶同時運用同一數(shù)據(jù)庫而不會破壞完好性，用它來做抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)引擎可以保證數(shù)據(jù)的平安；第二，系統(tǒng)對用戶實現(xiàn)分級授權(quán)管理功能，經(jīng)過檢查運用者的名字和授權(quán)密碼，賦予運用者相應(yīng)的操作權(quán)，自創(chuàng)銀行系統(tǒng)的密碼管理方式限制無關(guān)人員改動數(shù)據(jù)庫和硬件設(shè)置。第三，防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能，防備系統(tǒng)遭到人為的惡意攻擊，數(shù)據(jù)備份功能確保在硬件系統(tǒng)缺點時，也能隨時在新的硬件設(shè)備上數(shù)據(jù)無喪失地啟動抄表系統(tǒng)。(二)完善的系統(tǒng)日志：系統(tǒng)日志記錄了進入系統(tǒng)，分開系統(tǒng)，收費，設(shè)置硬件，改動運轉(zhuǎn)參數(shù)操作等及操作者，操

12、作時間，凡是改動數(shù)據(jù)庫的操作都被記錄下來。(三)抄表速度快：抄表快、數(shù)據(jù)準確，抄表時PC機只讀采集器的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸采用1200波特率，傳輸速度快，并對每個數(shù)據(jù)塊都有效驗碼，保證了傳輸?shù)臏蚀_性。(四)廣播對時功能：該功能使得系統(tǒng)中的一切電能表的時間基準與PC機堅持一致，對時勝利后，由電池供電的電能表內(nèi)部時鐘，不再需求PC機的干涉。因此，只需保證在對時時辰，PC機的時間是正確的，以后在運轉(zhuǎn)的過程中，改動PC機的時鐘并不會影響電能表的時間。(五)自動抄表功能：按照設(shè)置的抄表開場時間和抄表間隔，到預(yù)定的抄表時辰，系統(tǒng)便會依次撥號去抄采集器或電表內(nèi)的數(shù)據(jù)。對于抄不上數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會自動補抄或人工發(fā)命令補抄

13、。(六)電量凍結(jié)功能：可以方便地定義總表，安裝和刪除總表，給總表分配分表。經(jīng)過安裝適當?shù)目偙?，結(jié)合抄凍結(jié)數(shù)據(jù)功能，就可得某一特定的時辰的總表讀數(shù)，各分表的讀數(shù)由此得到讀數(shù)和，就可以計算出某部分電路的電能損耗，為確定電費提供根據(jù)。(七)電費管理功能：收電費前，一致抄錄一次電費數(shù)據(jù)。當確保數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)反映最近的電表讀數(shù)后，利用程序中的功能自動計算出當月用電量和電費。交納電費時，只需輸入用戶號，當月用電量和電費由程序填寫。每筆電費都有詳細記錄，便于對帳。(八)設(shè)備管理功能，如告警：開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過載告警、傾斜或挪動報警等；控制：對欠費用戶進展拉閘等。并提供停電數(shù)據(jù)維護功能

14、，在停電48-72小時內(nèi)仍可抄表和監(jiān)控。本系統(tǒng)結(jié)合挪動公司的短信平臺，在告警時，可根據(jù)詳細內(nèi)容發(fā)短信給相關(guān)的管理人員。本系統(tǒng)順應(yīng)范圍廣泛，單相版的軟件可用于小區(qū)管理，網(wǎng)絡(luò)版的軟件可用于供電公司實現(xiàn)一座城市或地域的用電管理。第三部分 系統(tǒng)平安在系統(tǒng)平安方面，本公司除了采用大型、多用戶的ORACLE數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)對用戶實現(xiàn)分級授權(quán)管理和提供防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能外，對GPRS網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)據(jù)監(jiān)控中心還提供了平安技術(shù)處理方案，以確保數(shù)據(jù)平安可靠。3.1 GPRS協(xié)議簡介GPRS網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造 GPRS網(wǎng)是在GSM網(wǎng)的根底上添加以下功能實體構(gòu)成的：效力GPRS支持節(jié)點SGSN、網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(GGS

15、N)和點對多點效力中心(PTMSC)。系統(tǒng)共用GSM基站，但基站要進展軟件更新，并采用新的GPRS挪動臺；GPRS要添加新的挪動性管理程序；經(jīng)過路由器實現(xiàn)GPRS骨干網(wǎng)互聯(lián)；GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要進展軟件更新和添加新的MAP信令和GPRS信令等。SGSN的主要作用是記錄挪動臺的當前位置信息，并且在挪動臺和GGSN之間完成挪動分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接納。GGSN主要是起網(wǎng)關(guān)作用，它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)銜接，如ISDN、PSPDN和LAN等。GGSN可以把GSM網(wǎng)中的GPRS分組數(shù)據(jù)包進展協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠端的TCPIP或X.25網(wǎng)絡(luò)。GPRS骨干網(wǎng)的邏輯構(gòu)造如圖1所示。 圖1.

16、GPRS骨干網(wǎng)的邏輯構(gòu)造 GPRS協(xié)議模型 挪動臺MS和SGSN之間的GPRS分層協(xié)議模型如圖2所示。Um接口是GSM的空中接口。Um接口上的通訊協(xié)議有5層，自下而上依次為物理層、MAC( Medium Access Control)層、LLCLogical Link Control層、SNDCSub-network Dependant Convergence層和網(wǎng)絡(luò)層。 圖2. GPRS網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧表示圖Um接口的物理層為射頻接口部分，而物理鏈路層那么擔(dān)任提供空中接口的各種邏輯信道。MAC為媒質(zhì)接入控制層。MAC的主要作用是定義和分配空中接口的GPRS邏輯信道，使得這些信道能被不同的挪動臺共

17、享。LLC層為邏輯鏈路控制層。它是一種基于高速數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程HDLC的無線鏈路協(xié)議。LLC層擔(dān)任在高層SNDC層的SNDC數(shù)據(jù)單元上構(gòu)成LLC地址、幀字段，從而生成完好的LLC幀。BSS中的LLR層是邏輯鏈路傳送層。這一層擔(dān)任轉(zhuǎn)送MS和SGSN之間的LLC幀。SNDC被稱為子網(wǎng)依賴結(jié)合層。它的主要作用是完成傳送數(shù)據(jù)的分組、打包，確定TCPIP地址和加密方式。網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議目前主要是Phase 2+ 階段提供的TCPIP和L25協(xié)議。TCPIP和X.25協(xié)議對于傳統(tǒng)的GSM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如BSS和NSS等設(shè)備是透明的。3.2 GPRS與Internet銜接從GPRS構(gòu)造可以看出，基站與SGSN設(shè)備之間的銜

18、接普統(tǒng)統(tǒng)過幀中繼銜接，SGSN與GGSN設(shè)備之間經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)銜接。SGSN可以由具有NAT網(wǎng)絡(luò)地址翻譯功能的路由器承當內(nèi)部IP地址與外部網(wǎng)絡(luò)IP地址的轉(zhuǎn)換，MS可以訪問GPRS內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)，也可以經(jīng)過APN外部網(wǎng)絡(luò)接入點名訪問外部的PDN/Internet網(wǎng)絡(luò)。以下圖簡單表示了一個挪動主機訪問Internet時的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造：挪動主機與GPRS網(wǎng)絡(luò)之間的通訊發(fā)生在LLC層，挪動主機與內(nèi)容效力器之間的通訊控制協(xié)議采用TCP。 圖3. 模擬網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造表示圖3.3 以GPRS為根底的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) 圖4 GPRS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如圖4所示，圖中的“中心效力器即為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，位于GPRS子網(wǎng)之外，I

19、nternet網(wǎng)絡(luò)之中，具有公網(wǎng)IP，它的功能相當于普通的網(wǎng)絡(luò)效力器，但和普通的商業(yè)效力器相比有兩大特點，第一，它是效力于GPRS子網(wǎng)用戶的效力器。第二，它的效力客戶對象是事先預(yù)知的。結(jié)合這兩個最為顯著的特點，本系統(tǒng)中提供了以下兩種平安技術(shù)處理方案。3.3.1 IP 過濾技術(shù)由于監(jiān)控中心效力于GPRS子網(wǎng)用戶，一切訪問客戶的IP必為GPRS子網(wǎng)內(nèi)的IP ，即一切的用戶必需經(jīng)過CMNET才能夠訪問該效力器。因此，我們在系統(tǒng)中采用了IP過濾技術(shù)，對一切接受的數(shù)據(jù)包進展過濾，丟棄掉一切的非法IP數(shù)據(jù)報。這一過程就好似將系統(tǒng)置身于CMNET的防火墻維護之下，一切的非法用戶只需先穿過了CMNET的平安防護才有能夠訪問到本系統(tǒng)，但對于平安措施非常強大的CMNET網(wǎng)絡(luò)來說，這將是非常的困難。3.3.2 身份授權(quán)和密碼認證體系采用IP過濾技術(shù)雖然可以防止一些非CMNET網(wǎng)段用戶的侵襲，但由于系統(tǒng)處于GPRS子網(wǎng)以外，IP過濾只能起到簡單的平安防護，對于那些利用IP偽裝技術(shù)的非法用戶那么無法識別。由于該系統(tǒng)是專業(yè)化的效力系統(tǒng)，訪問客戶是預(yù)先確定的，利用這一特點，我們在系