基于GPRS通信技术的电力远程自动抄表系统.doc

基于GPRS无线通信技术的电力自动抄表系统

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基于GPRS无线通信技术的电力自动抄表系统

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前言
解决当前我国电力抄表领域存在的估抄、漏抄、错抄以及抄表不及时等现象,将电表数据的采集由传统的人工抄表转变为自动抄表是我国电力行业亟待解决的重大难题。
自动抄表系统目前主要采用有线通信技术和电力线载波通信技术。有线通信技术作为传统方法,系统的稳定性很好,但铺线工程量大,容易被人为损坏,而且如果居民楼建成后,再在墙壁表面拉线,居民难以接受。电力线载波抄表在国内也始终没有得到大范围应用,其主要原因是国内电力线路本身所带的大量谐波干扰问题没有得到很好解决,在数据传送过程中,经常出现错码、丢码的情况,使数据出现较大误差。随着无线通信技术、网络技术的迅猛发展，同时伴随着数字化程度的提高，无线远程控制及无线远程抄表已经成为未来电力管理的必然选择。

GPRS通信技术简介
通用分组无线业务GPRS是在现有GSM系统上发展出来的一种新无线数据传数业务，目的是给移动用户提供高速无线IP或X.25服务。在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用。GPRS与其他无线方式的应用比较如下：
传输方式
比较内容GPRS短消息无线数传电台覆盖范围全国全国不大于20KM建设费用一般低高施工难度较低低高施工周期较短较短长计费方式流量无月租
或流量包月条/0.1元占频费运行费用较低较高一般通信速率较高一般低误码率较低较高高可靠性较高一般低群收群发支持不支持不支持传输时延短长短网络协议支持不支持不支持维护成本低低高
GPRS理论带宽可达171.2Kbit/s，实际应用带宽大约在40～100Kbit/s，GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。GPRS永远在线，按流量计费，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、点多分散、中小流量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。

系统设计
GPRS电力远程自动抄表系统由电表数据采集部分、GPRS无线数据传输终端（DTU）、电力局的配电数据中心三大块组成，电表数据通过中国移动的GPRS/GSM网络进行传输。居民小区的所有电表首先连接到电表集中器，居民用户的用电数据由复费率电表通过串口传到电表集中器，电表集中器通过串口与GPRS透明数据传输终端（DTU）连接，电表数据经过协议封装后发送到中国移动的GPRS数据网络，通过GPRS数据网络和INTERNET公网将数据传送至配电数据中心，实现电表数据和数据中心系统的实时在线连接。RS-485电度表
变电站
集中器
GPRSDTU
GPRSDTU
GSM/GPRS移动网络
INTERNET
服务器
上位机数据库
配电数据中心
工业智能电度表
GPRSDTU

图：GPRS电力远程抄表系统示意图

在网络上两台主机要实现直接通讯(不通过中转)必要条件是：至少有台主机IP地址具有固定性和唯一性。安装普通SIM卡的GPRS通讯模块的IP地址是随机的，同时考虑到大部分用户的上位机IP地址也是随机的，所以系统通过具有固定IP地址的网络代理服务器来负责网络数据链路建立和数据收发的透明中转，完成系统通讯的基础条件。网络代理服务器可采用ADSL、LAN等INTNERNET公网连接。上位机建立在局域网内，增加系统的安全性。
启动GPRS数据传输终端后，它会根据预先设定在其内部的IP地址或域名来主动访问网络代理服务器，通过代理服务器和监控中心建立TCP/IP，当主站要向某个监控终端提出数据请求时，它会根据IP地址和ID号来找到的终端，将命令下发到该终端，终端响应后通过GRPS数据传输终端把数据网络代理服务器端口，通过端口映射转发到监控中心主站，完成系统的一次通讯过程。
现今，由于移动公司可以通过为客户开通特定的APN和发行特殊的SIM卡，使得用