挨家挨戶敲門查電表的方式,無論是對(duì)敲門的人來講,還是對(duì)被敲門的人來講,都是一件麻煩的事情。現(xiàn)在已有許多住宅用戶都用上了預(yù)付費(fèi)電卡,省去了查表的麻煩,但對(duì)電力部門來說,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)仍然是一個(gè)有待解決的問題。
一、方案介紹
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485傳到電表集中器,電表集中器通過RS232口與GPRS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。
二、 方案優(yōu)點(diǎn)
GPRS無線電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)具備如下特點(diǎn):
1、實(shí)時(shí)性強(qiáng):
由于GPRS具有實(shí)時(shí)在線特性,系統(tǒng)無時(shí)延,無需輪巡就可以同步接收、處理多個(gè)/所有數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)?？珊芎玫臐M足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。
2、可對(duì)電表設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制:
通過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,進(jìn)行參數(shù)調(diào)整、開關(guān)等控制操作。
3、建設(shè)成本少低:
由于采用GPRS的無線公網(wǎng)平臺(tái),只需安裝好設(shè)備就可以,不需要為遠(yuǎn)程抄表進(jìn)行專門布線,前期投資少、見效快,后期升級(jí)、維護(hù)成本低；
4、集抄范圍廣:
GPRS覆蓋范圍廣,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。而且,擴(kuò)容無限制,接入地點(diǎn)無限制,能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。
5、系統(tǒng)的傳輸容量大:
配電數(shù)據(jù)中心要和每一個(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)保持實(shí)時(shí)連接。由于電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)量眾多,系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?而GPRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。
6、數(shù)據(jù)傳送速率高:
每個(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)每次數(shù)據(jù)傳輸量在10Kbps之內(nèi)。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達(dá)171.2kbit/s,目前GPRS實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右,完全能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率(≥10Kbps)的需求。
7、通信費(fèi)用低:采用包月計(jì)費(fèi)方式,運(yùn)營(yíng)成本低。
三、系統(tǒng)構(gòu)建
由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò),配電中心計(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)采用GPRS模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。
(一)系統(tǒng)組成
1、電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn): 電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)位于居民小區(qū)的信息中心,居民用戶的用電數(shù)據(jù)由復(fù)費(fèi)率電表首先通過RS485接口通過雙絞線連接到位于小區(qū)信息中心的電表集中器,電表集中器再通過RS232接口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端相連。通過GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置嵌入式處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GSM網(wǎng)絡(luò),通過 GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送至電力公司數(shù)據(jù)中心電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng),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。
電表集中器通過RS485接口直接連接到電表上,既可支持單個(gè)電表,也可以同時(shí)支持多個(gè)電表,實(shí)現(xiàn)對(duì)電表參數(shù)的采集、存儲(chǔ)、預(yù)處理或并將采集到的電表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到配電中心；同時(shí),電表集中器還可將配電中心發(fā)送的遙控指令傳給電表控制模塊,對(duì)電表進(jìn)行控制操作。
2、配電中心
配電中心服務(wù)器申請(qǐng)配置固定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專線可提供較高的帶寬,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。
配電中心RADIUS服務(wù)器接受到GPRS網(wǎng)絡(luò)傳來的數(shù)據(jù)后先進(jìn)行AAA認(rèn)證,后傳送到配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī),通過系統(tǒng)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行還原顯示,并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)可進(jìn)行業(yè)務(wù)管理和計(jì)費(fèi)管理,對(duì)電力數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、計(jì)算、存儲(chǔ)、分析、管理等,可對(duì)異常情況進(jìn)行告警,同時(shí)對(duì)用戶使用情況實(shí)時(shí)監(jiān)控,保證電力局的合法收益。
3、GPRS/GSM移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò):
電表集中器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理,轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式,通過中國(guó)移動(dòng)的GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,最終傳送到配電中心IP地址。由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò),配電中心計(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)采用GPRS模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。
(二)系統(tǒng)方案
各電表使用GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端,通過移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)與配電中心相連。
電表使用移動(dòng)通信公司統(tǒng)一的STK卡,同時(shí)配電中心對(duì)各電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)進(jìn)行登記,保存相關(guān)資料以便識(shí)別和維護(hù)處理。各電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)運(yùn)行系統(tǒng)軟件,支持24小時(shí)實(shí)時(shí)在線,實(shí)現(xiàn)信息采集點(diǎn)24小時(shí)傳送采集的電表數(shù)據(jù)。
凡電力局授權(quán)的信息采集點(diǎn)均可以使用本系統(tǒng):
1、電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)必須使用移動(dòng)統(tǒng)一的STK卡,用戶使用本卡只能用于與配電中心的數(shù)據(jù)通信功能。
2、無線通訊終端設(shè)備使用廈門宇能科技有限公司提供的GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)通信終端。
3、用戶登記:符合電力局的規(guī)定。
推薦省級(jí)配電中心通過公網(wǎng)使用VPN接入到移動(dòng)GPRS網(wǎng),這種方式成本比較低,安全性比較高,而且速度和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量都保障；也可以通過GPRS專線接入到移動(dòng)GPRS網(wǎng),這種方式成本高,安全性高、穩(wěn)定可靠。
由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò),配電中心計(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)采用GPRS模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。
(三)產(chǎn)品特性
系統(tǒng)采用YN2200 系列GPRS無線透明數(shù)據(jù)傳輸終端。產(chǎn)品基于中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò),具有高性能、高可靠及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),提供標(biāo)準(zhǔn)232數(shù)據(jù)口可直接與計(jì)算機(jī)、RTU、PLC、GPS接收機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)據(jù)終端等連接,傳輸速率達(dá)171Kbps,具有遠(yuǎn)程診斷、測(cè)試、監(jiān)管功能,滿足各行業(yè)調(diào)度或控制中心與眾多遠(yuǎn)端站之間的數(shù)據(jù)采集和控制。
1、支持900／1800／1900MHz三頻GSM/GPRS。
2、接口: RS232、RS485、TTL。
3、系統(tǒng)理論傳輸速率171Kbps,實(shí)際傳輸速率40Kbps。
4、支持Windows95/98/2000/XP/LINUX操作系統(tǒng)。
5、透明數(shù)據(jù)傳輸:YN2200EP-DTU內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議,為用戶的數(shù)據(jù)設(shè)備提供透明傳輸通道；
6、自動(dòng)撥號(hào)連接:YN2200-DTU可配置上電自動(dòng)撥號(hào)上網(wǎng)、連接網(wǎng)絡(luò),同時(shí)支持用戶端發(fā)起命令連接或遠(yuǎn)程喚醒連接；
7、短信息備用數(shù)據(jù)通道:在GPRS網(wǎng)絡(luò)無法連接時(shí)可啟用短信作為備用數(shù)據(jù)傳輸通道；
8、短信息遠(yuǎn)程維護(hù)功能；
9、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)連接情況,掉線自動(dòng)重?fù)芄δ埽?/P>
10、提供主副IP及動(dòng)態(tài)域名解析；
11、心跳報(bào)告時(shí)間間隔用戶可設(shè)定；
12、數(shù)據(jù)通信幀長(zhǎng)度用戶可設(shè)定；
13、支持VPN安全功能。
14、安裝靈活、使用方便、可靠。
(四)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。安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專網(wǎng)模式:利用SIM卡的唯一性,劃定用戶可接入某系統(tǒng)的范圍,可以有效避免非法入侵。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,在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)SIM卡和APN進(jìn)行綁定,只有屬于指定行業(yè)的SIM卡才能訪問專用APN。普通手機(jī)號(hào)的GPRS終端無法呼叫專門的APN。
2、對(duì)于特定用戶,可通過數(shù)據(jù)中心給每個(gè)移動(dòng)終端分配特定的用戶ID和密碼, 其他沒有數(shù)據(jù)中心分配的用戶ID和密碼的移動(dòng)終端將無法登錄進(jìn)入系統(tǒng),系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強(qiáng)。
3、安全的防火墻過濾,設(shè)置防火墻軟件保障系統(tǒng)安全。
四、結(jié)論
對(duì)于電力部門來說,遠(yuǎn)程變電站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)樽冸娬緮?shù)量眾多,地理位置分散,給工作人員帶來極大的不方便。電力公司也可利用GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)對(duì)各重要電力節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控,自動(dòng)讀取相關(guān)數(shù)據(jù)并加以分析,還可進(jìn)一步進(jìn)行遠(yuǎn)程控制或設(shè)備維護(hù),可減少人力資源、縮短修護(hù)時(shí)間并節(jié)省專線建設(shè)成本。
（立幟）
