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GPRS无线电力远程抄表系统

(2021-06-11 08:18:00) 百科

GPRS无线电力远程抄表系统

通过中国移动的GPRS网路系统,电力部门可将工业和民用电錶採集的电力系统数据实时传递到地、市、省级的集中监控中心,以实现对电力监测设备的统一监控和分散式管理。GPRS网路可为电力系统提供了简单高效的通信传输手段。

基本介绍

  • 中文名:GPRS无线电力远程抄表系统
  • 性质:无线电力远程抄表系统
  • 目的:对电力监测设备统一监控管理
  • 方案优点:可靠性高 实时性强

简介

挨家挨户敲门查电錶的方式,无论是对敲门的人来讲,还是对被敲门的人来讲,都是一件麻烦的事情。现在已有许多住宅用户都用上了预付费电卡,省去了查表的麻烦,但对电力部门来说,数据统计和实时监测仍然是一个有待解决的问题。

方案介绍

中国移动GPRS系统可提供广域的无线IP连线。在移动通信公司的GPRS业务平台上构建电力远程抄表系统,实现电錶数据的无线数据传输具有可充分利用现有网路,缩短建设周期,降低建设成本的优点,而且设备安装方便、维护简单。
GPRS电力远程抄表系统由位于电力局的配电中心和位于居民小区的电錶数据採集点组成,利用中国移动现有的GPRS/GSM网路,电錶数据通过中国移动的GPRS/GSM网路进行传输。居民小区的所有电錶首先连线到电錶集中器,居民用户的用电数据由复费率电錶通过RS485汇流排传到电錶集中器,电錶集中器通过RS232接口与GPRS DTU透明数据传输终端连线,电錶数据经过协定封装后传送到中国移动的GPRS数据网路,通过GPRS数据网路将数据传送至配电数据中心,实现电錶数据和数据中心繫统的实时线上连线。

方案优点

GPRS无线电力远程抄表系统具备如下特点:
1、可靠性高:
与SMS简讯息方式相比,GPRS DTU採用面向连线的TCP协定通信,避免了数据包丢失的现象,保证数据可靠传输。中心可以与多个採集点同时进行数据传输,互不干扰。GPRS网路本身具备完善的频分复用机制,并具备极强的抗干扰性能,完全避免了传统数传电台的多机频段“碰撞”现象。
2、实时性强:
GPRS具有实时线上的特性,数据传输时延小,并支持多点同时传输,因此GPRS监测数据中心可以多个监测点之间快速,实时地进行双向通信,很好地满足系统对数据採集和传输实时性的要求。目前GPRS实际数据传输速率在30Kbps左右,完全能满足系统数据传输速率的需求。
3、集抄範围广:
GPRS网路已经实现全国範围内覆盖,并且扩容无限制,接入地点无限制,能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。由于环保信息採集点数量众多,分布在全省範围内,在无线GSM/GPRS网路的覆盖範围之内,都可以完成对集抄的控制和管理。
4、系统建设成本低:
由于採用GPRS公网平台,无需建设网路,只需安装设备就即可,建设成本低;也免去了网路维护费用。
5、系统运营成本低:
採用GPRS公网通信,全国範围内均按统一费率计费,省去昂贵的漫游费用, GPRS网路可按数据实际通信流量计费,(1分-3分/1K位元组),也可以按包月不限流量收费,从而实现了系统的低成本通信。
6、可对电錶设备进行远程控制:
通过GPRS双向系统还可实现对电錶设备进行远程控制,如远程参数调整、远程状态查询、远程开关控制等操作。
7、系统的传输容量大,扩容性能好:
配电数据中心要和每一个电錶数据採集点保持实时连线。由于电錶数据採集点数量众多,系统要求能满足突发性数据传输的需要,而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要;由于系统採用成熟的TCP/IP通信架构,具备良好的扩展性能,一个监控中心可轻鬆支持几千个电錶数据採集器的通信接入。

系统构建

由于GPRS通信是基于IP位址的数据分组通信网路,因此监测中心计算机需要一个固定的IP位址或固定的域名,各个电錶数据採集点採用GPRS模组通过IP位址或域名来访问该主机,从而进行数据通信。

系统组成

1、电錶数据採集点:
电錶数据採集点位于居民小区的信息中心,居民用户的用电数据由复费率电錶首先通过RS485接口通过双绞线连线到位于小区信息中心的电錶集中器,电錶集中器再通过RS232接口与GPRS透明数据传输终端相连。通过GPRS透明数据传输终端内置嵌入式处理器对数据进行处理、协定封装后传送到GSM网路,通过 GPRS网路传送至电力公司数据中心电力远程抄表系统,实现电錶数据和数据中心繫统的实时线上连线。
电錶集中器通过RS485接口直接连线到电錶上,既可支持单个电錶,也可以同时支持多个电錶,实现对电錶参数的採集、存储、预处理或并将採集到的电錶数据实时传送到配电中心;同时,电錶集中器还可将配电中心传送的遥控指令传给电錶控制模组,对电錶进行控制操作。
2、配电中心。
a)公网接入方案
伺服器採用公网方式接入Internet,如ADSL拨号/电信专线宽频上网等,申请公网固定IP位址;可以实现中小容量的电錶数据採集套用。
b)专网接入方案
伺服器採用省移动通信公司提供的DDN专线, 申请配置固定IP位址,与GPRS网路相连。由于DDN专线可提供较高的频宽,当电錶数据採集点数量增加,中心不用扩容即可满足需求,可实现大容量数据採集套用。
监控中心RADIUS伺服器接受到GPRS网路传来的数据后先进行AAA认证,后传送到监控中心计算机主机,通过系统软体对数据进行还原显示,并进行数据处理,这样进一步增强了系统数据通信安全性能。
配电中心计算机主机可进行业务管理和计费管理,对电力数据进行校验、计算、存储、分析、管理等,可对异常情况进行告警,同时对用户使用情况实时监控,保证电力局的合法收益。
3、GPRS/GSM移动数据传输网路:
电錶集中器採集的数据经GPRS/GSM网路空中接口功能模组同时对数据进行解码处理,转换成在公网数据传送的格式,通过中国移动的GPRS无线数据网路进行传输,最终传送到监控中心IP位址。

系统方案

各电錶使用GPRS透明数据传输终端,通过移动的GPRS网路与配电中心相连。
电錶使用GPRS普通数据卡或APN专用数据卡,同时监控中心对各点GPRS终端编号进行登记, 并与採集点信息进行关联,以便识别和维护处理。採集中心运行数据採集中心繫统软体,实时採集电錶数据。
凡电力局授权的信息採集点均可以使用本系统:
1、电錶数据採集点必须使用移动统一的APN卡,用户使用本卡只能用于与供电局数据中心通信。
2、终端设备使用梦网科技公司提供的GPRS移动数据通信终端。
3、用户登记:符合供电局的规定。
推荐省级配电中心通过公网使用APN接入到移动GPRS网,这种方式成本比较低,安全性比较高,而且速度和网路服务质量都保障;也可以通过GPRS专线接入到移动GPRS网,这种方式成本高,安全性高、稳定可靠。
由于GPRS通信是基于IP位址的数据分组通信网路,配电中心计算机主机配置固定的IP位址,各个电錶数据採集点採用GPRS模组和该主机进行通信。

产品特性

系统採用MRM6155 DTU无线透明数据传输终端。产品基于中国移动的GPRS网路,具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点,提供标準RS232/RS485接口, 可直接与PC、单片机系统、RTU测控终端、PLC、GPS接收机、数据集中器等连线,具有远程诊断、测试、监管功能,满足各行业调度或控制中心与众多远端站点之间的数据採集和控制。
 高度集成GPRS和TCP/IP技术,可实现点对点,点对多点等灵活的无线组网方式
 内置嵌入式CPU完成複杂的网路协定,支持PPP、ICMP、TCP、UDP、DNS等协定,为用户数据提供透明传输通道
 性能稳定,保证野恶劣环境下长期可靠工作,内置看门狗电路
 支持永远线上模式,用户可设定心跳间隔时间和心跳包,保持设备长期线上
 在网路故障或中心关闭等情况下,DTU具有条件恢复后自动重连功能
 DTU能够工作在全透明传输方式下保证100%不丢失,除非网路故障
 DTU能够工作在全透明传输模式和用户指令模式,以给DTU傻瓜型和灵活性双重角色
 支持中心为固定IP方式或动态IP+动态域名解析方式
 提供RS232/RS485/RS422通讯接口,波特率可选择,从300bps到115200bps,开始位/停止位/奇偶校验可选,RTS/CTS流控可选
 支持近端和远程参数配置与访问
 支持远程唤醒
 内置FLASH存储器,能够长期保存用户配置的参数
 支持串口升级固件程式
 支持APN数据专网业务
 抗干扰设计,适合电磁环境恶劣的套用场合

安全措施

由于电力远程抄表系统的特殊性,本系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环,稳定是指系统能够7×24小时不间断运行,即使出现硬体和软体故障,系统也不能中断运行。
1、APN数据专网模式:企业内部网路中配置APN伺服器,移动终端使用APN数据专网,由于採用数据专网,伺服器与公网Internet隔离,可以有效避免非法入侵。
2、用SIM卡的唯一性,对用户SIM卡手机号码进行鉴别授权,在网路侧对SIM卡号和APN进行绑定,划定用户可接入某系统的範围,只有属于指定行业的SIM卡手机号才能访问专用APN,移动终端与数据中心採用中国移动分配的专门的APN进行无线网路接入,普通手机的SIM卡号无法呼叫专门的APN。
3、可以为每个GPRS数据传设备单独配置 DTU ID号和密码,通过数据中心在其登入时进行套用层认证,其他没有数据中心分配的DTU ID号和密码的GPRS的设备将无法登录进入系统,系统的安全性进一步增强。
4、数据加密:可对整个数据传送过程进行加密保护。
5、网路接入安全鉴定机制:採用防火墙软体,设定网路鑒权和安全防範功能,保障系统安全。

结论

对于电力部门来说,远程变电站抄表一直是一件非常头疼的事情,需要投入大量的人力、物力和财力。因为变电站数量众多,地理位置分散,给工作人员带来极大的不方便。电力公司也可利用GPRS移动数据网路对各重要电力节点进行监控,自动读取相关数据并加以分析,还可进一步进行远程控制或设备维护,可减少人力资源、缩短修护时间并节省专线建设成本。
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