趙小喜

【摘 要】借助信息技術(shù)的運(yùn)用，GPRS遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)解決了電力公司的抄表難題。該系統(tǒng)的運(yùn)用不但給工作帶來便利，同時(shí)也提高的整個(gè)供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】GPRS系統(tǒng)；系統(tǒng)組成；安全措施

1.系統(tǒng)介紹

通過中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，電力部門可將工業(yè)和民用電表采集的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞到地、市、省級(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。中國(guó)移動(dòng)GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無線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)的無線數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(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)由位于電力局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，利用中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)有的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)，電表數(shù)據(jù)通過中國(guó)移動(dòng)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)由復(fù)費(fèi)率電表通過RS485總線傳到電表集中器，電表集中器通過RS232接口與GPRSDTU透明數(shù)據(jù)傳輸終端連接，電表數(shù)據(jù)經(jīng)過協(xié)議封裝后發(fā)送到中國(guó)移動(dòng)的 GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過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)的實(shí)時(shí)在線連接。

2.系統(tǒng)組成內(nèi)容

由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，抄表管理中心計(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)采有用帶GPRS功能的集中器和多路采集終端和該主機(jī)進(jìn)行通信，因此該系統(tǒng)由三部分構(gòu)建：抄表管理層、GPRS數(shù)據(jù)集中器、采集終端（或載波電表）。

2.1抄表管理層。

這一層位于抄一月管理中心內(nèi)，由抄表管理計(jì)算機(jī)和軟件部分組成，是抄表管理人員與本系統(tǒng)直接交流的部分，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)集中器傳輸上來的用戶電量信息匯總，整理后加以處理，提供給收費(fèi)系統(tǒng)，用電管理系統(tǒng)使用。抄表管理中心服務(wù)器申請(qǐng)配置固家IP地址，采用省移動(dòng)通信公司提供的DDN專線，與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連。由于DDN專線可提供較高的寬帶，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。在軟件編程方面采用了先進(jìn)的編程技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改維護(hù)采用G/S（客戶端/服務(wù)器）方式，對(duì)于查詢，統(tǒng)計(jì)，瀏覽功能的實(shí)現(xiàn)采用B/S（瀏覽器/服務(wù)器）方式。

2.2 GPRS數(shù)據(jù)集中器。

這一層位于380V配電變壓器附近，是整個(gè)系統(tǒng)的中心層。行通道采用GPRS無線公網(wǎng)，即向上通過GPRS數(shù)據(jù)通道與抄表管理單元通訊，可完成一下功能：

a.實(shí)時(shí)在線，全自動(dòng)抄收抄表管理單元的指令，自動(dòng)完成抄錄電表數(shù)據(jù)和控制用戶供電分合的工作。

b.向采集終端（或載波電表）發(fā)送用戶供電分合指令，完成對(duì)惡意欠費(fèi)用戶的遠(yuǎn)程懲罰性斷電工作。

2.3（或載波電表）這一層位于用戶端，直接采集用戶電量數(shù)據(jù)，通過電力線載波數(shù)據(jù)通訊方式向上傳輸給數(shù)據(jù)集中器。

3.系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

3.1可靠性高

SMS短信息方式相比，GPRSDTU采用面向連接的TCP協(xié)議通信，避免了數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸 中心可以與多個(gè)采集點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，互不干擾GPRS網(wǎng)絡(luò)本身具備完善的頻分復(fù)用機(jī)制，并具備極強(qiáng)的抗干擾性能，完全避免了傳統(tǒng)數(shù)傳電臺(tái)的多機(jī)頻段碰撞現(xiàn)象。

3.2時(shí)性強(qiáng)

PRS具有實(shí)時(shí)在線的特性，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延小，并支持多點(diǎn)同時(shí)傳輸，因此GPRS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心可以多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間快速，實(shí)時(shí)地進(jìn)行雙向通信，很好地滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求 目前GPRS實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在30Kbps左右，完全能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率的需求。

3.3集抄范圍廣

PRS網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)覆蓋，并且擴(kuò)容無限制，接入地點(diǎn)無限制，能滿足山區(qū)、鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。于環(huán)保信息采集點(diǎn)數(shù)量眾多，分布在全省范圍內(nèi)，在無線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。

3.4系統(tǒng)建設(shè)成本低

于采用GPRS公網(wǎng)平臺(tái)，無需建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只需安裝設(shè)備就即可，建設(shè)成本低；也免去了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用。

3.5系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本低

用GPRS公網(wǎng)通信，全國(guó)范圍內(nèi)均按統(tǒng)一費(fèi)率計(jì)費(fèi)，省去昂貴的漫游費(fèi)用，GPRS網(wǎng)絡(luò)可按數(shù)據(jù)實(shí)際通信流量計(jì)費(fèi)，（1分-3分/1K字節(jié)），也可以按包月不限流量收費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的低成本通信。

3.6可對(duì)電表設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制

過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，如遠(yuǎn)程參數(shù)調(diào)整 遠(yuǎn)程狀態(tài)查詢 遠(yuǎn)程開關(guān)控制等操作。

4.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。全保障主要是防止來自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無意的破環(huán)，穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7-24小時(shí)不間斷運(yùn)行，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障，系統(tǒng)也不能中斷運(yùn)行。

（1）APN數(shù)據(jù)專網(wǎng)模式：企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中配置APN服務(wù)器，移動(dòng)終端使用APN數(shù)據(jù)專網(wǎng)，由于采用數(shù)據(jù)專網(wǎng)，服務(wù)器與公網(wǎng)Internet隔離，可以有效避免非法入侵。

（2）用SIM卡的唯一性，對(duì)用戶SIM卡手機(jī)號(hào)碼進(jìn)行鑒別授權(quán)，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)SIM卡號(hào)和APN進(jìn)行綁定，劃定用戶可接入某系統(tǒng)的范圍，只有屬于指定行業(yè)的SIM卡手機(jī)號(hào)才能訪問專用APN，移動(dòng)終端與數(shù)據(jù)中心采用中國(guó)移動(dòng)分配的專門的APN進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)接入，普通手機(jī)的SIM卡號(hào)無法呼叫專門的APN。

（3）可以為每個(gè)GPRS數(shù)據(jù)傳設(shè)備單獨(dú)配置DTUID號(hào)和密碼，通過數(shù)據(jù)中心在其登陸時(shí)進(jìn)行應(yīng)用層認(rèn)證，其他沒有數(shù)據(jù)中心分配的DTUID號(hào)和密碼的GPRS的設(shè)備將無法登錄進(jìn)入系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強(qiáng)。

（4）網(wǎng)絡(luò)接入安全鑒定機(jī)制：采用防火墻軟件，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)和安全防范功能，保障系統(tǒng)安全。

5.結(jié)論

對(duì)于電力部門來說，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)殡姳頂?shù)量眾多，地理位置分散，給工作人員帶來極大的不方便。采用GPRS網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信方法解決了此問題，同時(shí)也解決了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通信問題，比起其它有線通信方式有著不可比擬的優(yōu)越性。由于采用的是無線模式，數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩缘玫搅撕艽蟮奶岣?。?dāng)然，萬事有利必有缺陷，該方法的實(shí)施也還有一點(diǎn)不足，如GPRS通信方式比起CSD（電路撥號(hào)）通信方式的可靠性和實(shí)時(shí)性還有待提高，但是，隨著GPRS網(wǎng)絡(luò)的逐漸完整和應(yīng)用技術(shù)的不斷成熟，GPRS在其它工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用必將越來越廣闊。 [科]