摘 要：電力與國(guó)民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)，電力系統(tǒng)的整體安全也是電力企業(yè)的重要部分，以往電力企業(yè)只是使用定期檢驗(yàn)的方式來(lái)維修、檢查系統(tǒng)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障和隱患，會(huì)出現(xiàn)一定問(wèn)題，由于不斷發(fā)展大容量、高電壓的系統(tǒng)，怎樣保障系統(tǒng)安全成為重要問(wèn)題，在線監(jiān)測(cè)電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)就變的十分重要，文章主要分析了GPRS技術(shù)的遠(yuǎn)程電力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：GPRS技術(shù)；遠(yuǎn)程電力；在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM732；TH865 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）33-0072-02

電力系統(tǒng)中傳統(tǒng)的人工工作方式，具有抄錄數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性比較差、工作量大、效率低等缺陷，不能很好的滿足不斷發(fā)展的電力企業(yè)需求，利用目前最先進(jìn)的通訊技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)抄錄電力客戶信息以及及時(shí)找到異常運(yùn)行問(wèn)題，提高企業(yè)防竊電效率，促進(jìn)電力企業(yè)發(fā)展。在線檢測(cè)的主要基礎(chǔ)就是狀態(tài)檢修，所以，在線檢測(cè)技術(shù)基本上就是利用電力設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量終端，來(lái)及時(shí)采集和反應(yīng)設(shè)備相應(yīng)的狀態(tài)信息，并且可以送入到主站中，統(tǒng)一分析數(shù)據(jù)西悉尼，然后進(jìn)行判斷得到一定的結(jié)果信息。

1 GPRS技術(shù)

GPRS技術(shù)主要就是用來(lái)增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率和捆綁信道的，以便達(dá)到高速接入的目的，現(xiàn)階段，在設(shè)計(jì)GPRS的時(shí)候，能夠在八個(gè)信道或者一個(gè)載頻中進(jìn)行捆綁，使每個(gè)信道傳輸率都達(dá)到14.4 kbps，所以，GPRS技術(shù)具備的最大速率就是115.2 kbps，這種技術(shù)可以保證一個(gè)用戶使用眾多通道，多個(gè)用戶使用一個(gè)通道，在實(shí)際接收或者不發(fā)送信息數(shù)據(jù)的時(shí)候，僅僅只是占據(jù)比較小的資源，因此，可以最大限度降低建立用戶的時(shí)間，甚至可以做到永久在線，GPRS的計(jì)算方式是數(shù)據(jù)傳輸量為基礎(chǔ)，不是依據(jù)連接施加，保證可以盡可能降低成本。GPRS技術(shù)具有一定優(yōu)勢(shì)，包括接入時(shí)間短、傳輸速率高、資源利用高、可以支持 X2.5協(xié)議和IP協(xié)議，可以提供相應(yīng)的在線功能，可以方便與用戶合理連接在線狀態(tài)和連線狀態(tài)，保證使得服務(wù)器變得更加快速和簡(jiǎn)單[1]。

2 基于GPRS技術(shù)的遠(yuǎn)程電力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2.1 總體設(shè)計(jì)GPRS通訊系統(tǒng)

設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程電力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的過(guò)程中，需要依據(jù)實(shí)際抄收數(shù)據(jù)流量大、布局分散、設(shè)備多等特點(diǎn)，適當(dāng)融入GPRS技術(shù)，基本設(shè)計(jì)思路就是，利用GPRS網(wǎng)把GPRS終端接入到虛擬專用網(wǎng)VPN中，然后合理設(shè)置APN服務(wù)器，以此來(lái)連接客戶端通訊服務(wù)和APN服務(wù)器的通訊協(xié)議，以便于達(dá)到交換客戶端和終端的目的。設(shè)計(jì)上述系統(tǒng)主要關(guān)鍵就是建立抄表站系統(tǒng)通訊模塊以及采集終端GPRS模塊的通道，主要連接虛擬專用網(wǎng)VPN的就是一臺(tái)專用VPN服務(wù)器，GPRS模塊和主站模塊可以直接連接上述專用服務(wù)器，利用VPN服務(wù)器來(lái)有效連接終端和主站。

GPRS技術(shù)的遠(yuǎn)程電力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)就是負(fù)責(zé)發(fā)送和接受客戶端數(shù)據(jù)和采集端數(shù)據(jù)的就是GPRS通訊模塊，可以動(dòng)態(tài)合理分配相應(yīng)IP地質(zhì)，為其提供多個(gè)或者一個(gè)RS232接口。在正常運(yùn)行情況下，GPRS通訊模塊會(huì)主動(dòng)發(fā)出連接中心服務(wù)器的申請(qǐng)，以此建立相應(yīng)的Socket連接。此外，GPRS通訊模塊還可以動(dòng)態(tài)檢測(cè)相關(guān)通道，如果檢測(cè)過(guò)程中遭遇問(wèn)題，會(huì)自動(dòng)切斷連接，并且可以重新發(fā)出連接申請(qǐng)，以此來(lái)保證可以順利通訊。客戶端主要就是用來(lái)面向管理電能表客戶，在客戶服務(wù)器給專用VPN發(fā)出連接申請(qǐng)以后，服務(wù)器也會(huì)建立相應(yīng)的Socket連接。利用虛擬連接，客戶端后臺(tái)可以與GPRS通訊系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)信息，及時(shí)處理讀取的信息。并且客戶端服務(wù)器也同樣具備自動(dòng)檢測(cè)通道的能力。利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式，客戶端服務(wù)器可以單獨(dú)連接通信，也可以合理進(jìn)行一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式檢測(cè)。VPN服務(wù)器主要就是用來(lái)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)客戶端前置機(jī)以及GPRS設(shè)備交換信息，以此可以建立兩者之間的實(shí)時(shí)通訊。

因?yàn)橹饕獞?yīng)用的就是移動(dòng)公司的專用VPN網(wǎng)，所以，會(huì)適當(dāng)阻擋一部分非法入侵用戶，保證數(shù)據(jù)和系統(tǒng)整體安全性，利用IP/TCP協(xié)議來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，TCP協(xié)議主要就是連接內(nèi)部控制傳輸層協(xié)議的，具有比較嚴(yán)格的內(nèi)部糾錯(cuò)和校驗(yàn)機(jī)制，因此擁有相對(duì)比較高可靠性。

2.2 通訊系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

GPRS終端主要應(yīng)用的CPU就是iAPX286處理器R80286-8。處理器R80286大約可以集成十三萬(wàn)個(gè)晶體管，利用二十四位地址總線和十六位地址總線，最大主頻率就是20 MHz；主要存在兩種R80286工作方式，包括保護(hù)模式和實(shí)模式。在保護(hù)模式的前提下，R80286處理器可以直接訪問(wèn)內(nèi)部存在的16 M字節(jié)，并且還會(huì)形成異常處理機(jī)制；在實(shí)模式基礎(chǔ)上，R80286處理器可以直接訪問(wèn)內(nèi)部已經(jīng)被限制的1 M字節(jié)，利用XMS或者EMS來(lái)合理映射出內(nèi)部更多內(nèi)存。

GPRS通訊模塊主要利用的就是CMS91-900.上述處理模塊主要核心實(shí)際上就是利用基帶狀態(tài)機(jī)，此外，還需要有機(jī)結(jié)合接受模塊、天線模塊、RAM、FLASH、電源切換模塊、電源管理模塊、耳機(jī)接口和揚(yáng)聲器模塊、蜂鳴器模塊、鍵盤和背光接口模塊、并口、異步串口、LED和LEC接口模塊、麥克風(fēng)接口模塊、SIM卡接口模塊、12C模塊等。在GPRS終端內(nèi)部合理鑲嵌完整的IP/TCP協(xié)議棧，主要包括PPP、ETP、UDP、TCP、Web、SMTP、Pop3、HTTP、TELNET、Server等。上述終端主要硬件數(shù)據(jù)流量實(shí)際上就是把終端數(shù)據(jù)打包為IP/TCP數(shù)據(jù)包，然后再合理變?yōu)镚PRS數(shù)據(jù)包，利用無(wú)線鏈路輸送到數(shù)據(jù)交換中心，也就是MDEC。無(wú)線數(shù)據(jù)交換中心可以在一定程度上剝離GPRS數(shù)據(jù)包，然后利用網(wǎng)關(guān)來(lái)將相應(yīng)的IP/TCP數(shù)據(jù)包合理的輸送到專用APN服務(wù)器中，最后通過(guò)通訊中心來(lái)接受IP/TCP數(shù)據(jù)包，并且可以運(yùn)用Socket套接字，可以把數(shù)據(jù)還原成原始數(shù)據(jù)。

2.3 實(shí)現(xiàn)中心軟件系統(tǒng)

通訊中心的主要作用就是連接后臺(tái)系統(tǒng)和終端設(shè)備，交換數(shù)據(jù)。通訊中心存在可以動(dòng)態(tài)解析的一種域名，通過(guò)上述域名，可以拿后臺(tái)系統(tǒng)和終端設(shè)備接入到通訊中心，完成連接以后，依據(jù)實(shí)際規(guī)則來(lái)設(shè)定SOCKET的交換數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)流程圖，如圖1所示。

設(shè)計(jì)GPRS終端和通訊中心軟件的時(shí)候，最主要的就是需要保障具有安全可開的數(shù)據(jù)交換和順暢的通道，爆出通道順暢可以從以下兩方面進(jìn)行分析。①連接中心SCOKET和終端設(shè)備需要通暢，②GPRS通道需要保持通暢，后者是前者的基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)通訊系統(tǒng)軟件的時(shí)候，需要實(shí)施檢測(cè)前者來(lái)保障可以正常運(yùn)行，一般情況下，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的通道基本都是正常的，如果一段時(shí)間內(nèi)空閑通道，系統(tǒng)可能出現(xiàn)異常，需要發(fā)送相應(yīng)聯(lián)絡(luò)信號(hào)確認(rèn)，如果可以成功接收相關(guān)聯(lián)絡(luò)信號(hào)，可以說(shuō)明系統(tǒng)是正常的。通訊系統(tǒng)主要應(yīng)用的就是國(guó)際DES加密算法，以此確保具有安全的輸出傳輸，為了保證傳輸數(shù)據(jù)的過(guò)程中，擁有一定完整性和可靠性，對(duì)于那些不可以進(jìn)行校驗(yàn)的數(shù)據(jù)包，需要重新發(fā)出系統(tǒng)命令，進(jìn)行檢測(cè)[2]。

3 實(shí)例分析

電力系統(tǒng)中的中間環(huán)節(jié)就是變電站，其中具備很多種設(shè)備，電抗器、變壓器、斷路器等，現(xiàn)階段，不少企業(yè)都可以提供上述檢測(cè)設(shè)備，以便于保障變電站正常運(yùn)行，例如，寧波理工的MWM微水，局部放電監(jiān)測(cè)儀等，設(shè)備不僅可以單獨(dú)運(yùn)行，還可以提供數(shù)據(jù)端口，連接其他系統(tǒng)，在GPRS基礎(chǔ)上建立遠(yuǎn)程在線檢測(cè)系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，使用固定的IP主機(jī)當(dāng)做服務(wù)器，利用C/S結(jié)構(gòu)模式，以便于可以集中管理、采集、控制GPRS網(wǎng)絡(luò)，C/S結(jié)構(gòu)可以相應(yīng)多客戶，從而滿足多級(jí)檢測(cè)、多點(diǎn)檢測(cè)的目的。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

其中DTU都屬于無(wú)線數(shù)據(jù)端，以此來(lái)遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)，DTU主要包括CDMA和GPRS兩種，GPRS通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)，屬于在GSM基礎(chǔ)上實(shí)施的無(wú)線分組交換技術(shù)，提供廣域、端到端的無(wú)線IP連接，利用分組的方式來(lái)傳送資料。CDMA碼分多址，在數(shù)字技術(shù)中形成的一種無(wú)線通訊技術(shù)，GPRS具有更高覆蓋率，適合使用GPRS通信。傳輸效率見(jiàn)表1。

從上表可以發(fā)現(xiàn)，具有比較小的單包傳送數(shù)據(jù)，UDP具有明顯高于TCP的傳輸效率，不同行業(yè)進(jìn)行選擇的時(shí)候，需要充分考慮單幀字節(jié)數(shù)，具有比較下小行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)量的時(shí)候，UDP具有更高的協(xié)議效率。經(jīng)過(guò)對(duì)比經(jīng)濟(jì)性和實(shí)時(shí)性以及可靠性，合理使用UDP協(xié)議。

服務(wù)器不管是連接客戶端通訊，還是連接GPRS數(shù)據(jù)通訊，都是在網(wǎng)絡(luò)通訊基礎(chǔ)上建立的，最基本的網(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu)就是套接字，屬于通用網(wǎng)絡(luò)編程接口，為不同主機(jī)提供相應(yīng)的雙進(jìn)程通訊接口，網(wǎng)絡(luò)中心會(huì)隨機(jī)發(fā)出相應(yīng)請(qǐng)求，有可能形成同時(shí)達(dá)到多個(gè)請(qǐng)求，因此，需要可以同時(shí)處理并發(fā)請(qǐng)求，此外，在C/S結(jié)構(gòu)中，一個(gè)服務(wù)器可以相應(yīng)多請(qǐng)求，可以充分滿足實(shí)際需求，利用兩種技術(shù)實(shí)現(xiàn)并發(fā)請(qǐng)求，包括并發(fā)服務(wù)器和重復(fù)服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中最重要的就是性能，VB單線程序可以實(shí)現(xiàn)實(shí)際目的，在通訊中合理應(yīng)用Winsock，主要依據(jù)的異步非阻塞方式也就是采用單線異步I/O。

4 結(jié) 語(yǔ)

在電力遠(yuǎn)程在線檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用GPRS技術(shù)，可以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)化管理計(jì)量?jī)x表的目的，促使遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和抄錄數(shù)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單的好像瀏覽網(wǎng)頁(yè)，并且具備比較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，這種方式建立在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以快捷、準(zhǔn)確、安全的傳輸數(shù)據(jù)，可以有效提高管理水平，以便于最大限度降低成本，還可以起到保證電能質(zhì)量、優(yōu)化用電控制以及防竊電檢測(cè)的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張忠會(huì)，章璟，歐峻彰，等.基于GPRS的一種新型電力系統(tǒng)在線檢測(cè)系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，（9）.

[2] 王昕.基于GPRS技術(shù)的遠(yuǎn)程電力在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].云南電力技術(shù)，2010，（6）.