基于GPRS的輸油站場電量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實現(xiàn)

吳銳 孫銀香

摘要：該文介紹了利用GPRS技術(shù)實現(xiàn)了輸油站場電量數(shù)據(jù)無線采集方案，設(shè)計了由電量采集器、GPRS模塊、監(jiān)控中心等組成的電量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時采集和傳輸。

關(guān)鍵詞：GPRS；監(jiān)控中心；電量采集系統(tǒng)

中圖分類號：TP302.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）24-5783-02

Implementation of Electric Quantity Collection In Pump Station Based on GPRS

WU Rui， SUN Yin-xiang

（Information Management， Sinopec Pipeline Storage and Transportation Company Division， Xuzhou 221008， China）

Abstract： This paper presents a solution using GPRS to implement electric quantity collection in pump stration. A system of electric quantity collection including collection unit， GPRS module，supervisory center is designed. This system implements real time data acquisition and transmission.

Key words： GPRS； supervisory center； collection system

1 概述

管道儲運公司是一家進行原油存儲和管輸?shù)膶I(yè)化公司，下設(shè)100多座原油加壓加熱輸油站場。每月各站場向公司總部上報電耗數(shù)據(jù)，公司總部及時進行匯總、統(tǒng)計分析，為公司節(jié)能降耗提供數(shù)據(jù)支撐。以往采用人工讀取電能表數(shù)據(jù)的方式，這種方式無法保證數(shù)據(jù)采集的及時性和準確性，同時人工抄表的方式還非常不利于數(shù)據(jù)統(tǒng)計。該文采用無線傳輸方式，設(shè)計并實現(xiàn)了基于GPRS的電量數(shù)據(jù)無線采集系統(tǒng)。

2 GPRS技術(shù)介紹

GPRS（general packet radio service）通用分組無線業(yè)務(wù)，是在GSM全球移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之上發(fā)展起來的，為用戶提供高速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一種新的網(wǎng)絡(luò)。GPRS技術(shù)是當今GSM網(wǎng)向3G移動數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)過渡的關(guān)鍵技術(shù)，與GSM通信相比具有許多新的特點和優(yōu)點[1-2]。

1） 可充分利用現(xiàn)有資源—中國移動全國范圍的電信網(wǎng)絡(luò)—GSM，方便、快速、低建設(shè)成本地為用戶數(shù)據(jù)終端提供遠程接入網(wǎng)絡(luò)的部署；

2） 傳輸速率高，GPRS數(shù)據(jù)傳輸速度可達到57.6Kbps，最高可達到115Kbps—170Kbps，完全可以滿足用戶應(yīng)用的需求，下一代GPRS業(yè)務(wù)的速度可以達到384Kbit/s；

3） 接入時間短，GPRS接入等待時間短，可快速建立連接，平均為兩秒；

4） 提供實時在線功能 “alwaysonline”，用戶將始終處于連線和在線狀態(tài)，這將使訪問服務(wù)變得非常簡單、快速；

5） 按流量計費，GPRS用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，用戶可以一直在線，按照用戶接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時，用戶即使掛在網(wǎng)上也是不收費的。

3 輸油站場電量數(shù)據(jù)無線采集方案

電量數(shù)據(jù)無線采集的原理是：電量數(shù)據(jù)由智能電表通過RS-485通信接口傳到電量采集器，電量采集器通過RS-232口將數(shù)據(jù)送入GPRS模塊，數(shù)據(jù)經(jīng)過協(xié)議封裝后發(fā)送到中國移動的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)傳送至公司總部數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對數(shù)據(jù)進行處理，生成用戶所需的各類統(tǒng)計分析報表。原理示意圖如圖1所示。

4 電量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)由硬件和軟件兩部分組成。其中，硬件部分主要完成數(shù)據(jù)采集、存儲等功能；軟件部分則完成對硬件控制、對采集數(shù)據(jù)進行處理等功能。

4.1 電量采集器

電量采集器同時與智能電能表及監(jiān)控中心通訊，是整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中承上啟下的關(guān)鍵部分。采集器通過RS-485接口直接連接到電能表上，既可支持單個電能表，也可同時支持多個電能表，實現(xiàn)對電能表參數(shù)的采集、存儲、預(yù)處理。同時，通過RS-232接口控制GPRS模塊建立同基站的連接。

4.2 GPRS模塊

GPRS作為通信通道，在系統(tǒng)中具有重要作用。從電量采集器采集的數(shù)據(jù)通過GPRS傳送到監(jiān)控中心服務(wù)器，然后接收監(jiān)控中心返回的統(tǒng)計信息及控制指令。GPRS模塊選用西門子公司的MC39I模塊，使用標準的AT命令格式。命令有模塊、網(wǎng)絡(luò)、SIM卡相關(guān)的設(shè)置和狀態(tài)查詢的命令。

4.3 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心與GPRS網(wǎng)絡(luò)的通信需要設(shè)計相應(yīng)的管理軟件，主要功能是實現(xiàn)接受和發(fā)送TCP協(xié)議的IP，以實現(xiàn)與GPRS的IP協(xié)議相互通信，完成現(xiàn)場電量采集器與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)交換[3-4]。

管理軟件采用了先進的面向?qū)ο蠹夹g(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和移動通信技術(shù)、將各種不同的功能封裝成相互獨立的模塊，其主要功能如下：

1） 實時數(shù)據(jù)展示。通過繪制各輸油站場變電站關(guān)鍵參數(shù)表、電量趨勢圖，并以web方式發(fā)布，用戶可以方便直觀的看到當前的實時數(shù)據(jù)。

2） 異常事件告警。當輸油站場變電站電量采集器檢測到掉電、上電、缺相等異常事件時，會主動上報監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心顯示告警畫面，并將異常信息以短信的形式發(fā)送到有關(guān)人員的手機上，使異常事件得到盡快解決。

3） 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析?？梢园慈我鈺r段統(tǒng)計電量，自動匯總整條管線的用電量，自動篩選出用電異常的輸油站場，供專業(yè)人員分析異常原因。

4） 歷史數(shù)據(jù)查詢?？梢圆樵兏鬏斢驼緢鲇秒娏繗v史數(shù)據(jù)。對用電量按照任意選定的對象、時間段進行同比和環(huán)比。

5） Web信息發(fā)布。授權(quán)用戶以瀏覽器方式訪問系統(tǒng)，可以查詢或打印數(shù)據(jù)、報表和電量曲線。

5 結(jié)束語

本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種經(jīng)濟實用的遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，利用Internet+GPRS的無線網(wǎng)絡(luò)平臺，只需安裝好終端設(shè)備即可完成接入系統(tǒng)工作，與傳統(tǒng)的微波、載波、無線電臺、等傳輸相比不需投資專用設(shè)備，一次性投資少、見效快。由于本系統(tǒng)可以實現(xiàn)完全無人工干預(yù)的自主工作， 因此它可以在有效保證數(shù)據(jù)通訊暢通的前提下大大地提高了工作效率， 節(jié)省了人力。應(yīng)用本系統(tǒng)軟件， 可以從最大程度上保證數(shù)據(jù)采集準確性， 數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?安全性和完整性[5]。因此，此方案的應(yīng)用前景非常廣闊。

參考文獻：

[1] 栗玉霞，徐建政，劉愛兵.GPRS技術(shù)在自動抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力自動化設(shè)備，2003，23（12）：52-54.

[2] 呂捷.GPRS技術(shù)[M].北京：北京郵電大學出版社，2001.

[3] 黃志強，韓月霞，周茂.基于GPRS-Internet的城市路燈遠程監(jiān)控實現(xiàn)[J].微計算機信息，2007（1）.

[4] 高吉祥，張興華.基于PTR8000的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].長春工程學院學報：自然科學版，2007，8（2）：73-76.

[5] 楊瑞霞.基于GPRS電力無線抄表系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電測與儀表，2007（12）.