GPRS 抄表收費(fèi)系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

王薇 方妮娜

摘要：電能計(jì)量是現(xiàn)代電力營銷系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)的電量結(jié)算是依靠人工定期到現(xiàn)場抄取數(shù)據(jù)的，在實(shí)時(shí)性、 準(zhǔn)確性和應(yīng)用性等方面都存在諸多不足之處。基于GPRS 與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，采集終端的上行通信采用 ZigBee 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳。系統(tǒng)具有水、電、氣等資源的自動(dòng)計(jì) 量、收費(fèi)及實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能，能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、顯示和傳輸，運(yùn)行可靠，具有很方便、實(shí)用的使用價(jià)值。 關(guān)鍵詞：GPRS遠(yuǎn)程抄表監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號：TU821.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：2095-3178（2018）19-0103-01

現(xiàn)代家庭中水、電、氣表俗稱“三表”。傳統(tǒng)的入戶抄表不僅給 用戶帶來了不便；而且占用大量的人力資源；造成收費(fèi)難的問題； 新興的IC；卡技術(shù)；較為徹底地解決了以上問題；但對用戶買“水、 電、氣”來說還不甚便利；同時(shí)與用戶的使用信息也無法得到實(shí)時(shí) 溝通；因此智能抄表和安全監(jiān)控成為行業(yè)發(fā)展的方向。要進(jìn)行智能 抄表和安全監(jiān)控就必須建造傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸主要 有數(shù)傳電臺(tái)、電話撥號、衛(wèi)星通訊輔設(shè)專線等；這些傳輸方式存在 覆蓋范圍小、實(shí)時(shí)性差、投資及運(yùn)行費(fèi)用高等問題。GPRS；技術(shù)及 互聯(lián)網(wǎng)Internet；技術(shù)的發(fā)展；為工業(yè)監(jiān)控、遙測遙控領(lǐng)域的數(shù)據(jù) 傳輸及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化管理提供了廣闊的平臺(tái)。

1 GPRS 概述

GPRS 系統(tǒng)基站形式覆蓋服務(wù)地域，以分組交換的方式進(jìn)行無線

數(shù)據(jù)傳輸。GPRS 在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載幫支持上具有非常明顯的優(yōu)勢：更有效的利用無線網(wǎng)絡(luò)信道資源。因此，GPRS 特別適用于間斷的、 突發(fā)性的或頻繁的數(shù)據(jù)量傳輸。現(xiàn)在，全國絕大部分城市已業(yè)務(wù)，GPRS 移動(dòng)數(shù)據(jù)無線通信網(wǎng)絡(luò)已進(jìn)入穩(wěn)定成熟期，因此研究開 發(fā)基于GPRS 遠(yuǎn)傳接口的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄收系統(tǒng)并使之趨于完善，已經(jīng)成 為眾多生產(chǎn)廠商以及開發(fā)研究單位關(guān)注的重點(diǎn)。

2.1 系統(tǒng)概述

HDG521 型電能表遠(yuǎn)程監(jiān)控及抄表系統(tǒng)，是勝利油田恒達(dá)電氣有

限責(zé)任公司專門為電力管理部門開發(fā)的一種自動(dòng)化遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。 該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)的遠(yuǎn)程抄表，可廣泛應(yīng)用于各種儀 表及計(jì)量設(shè)備的自動(dòng)化抄錄等領(lǐng)域。該系統(tǒng)較好地解決了桿上表計(jì)、偏遠(yuǎn)地區(qū)表計(jì)和無人值守變電站內(nèi)電能表的抄收問題，大大縮短了 抄表周期，降低了抄表成本，提高了抄表的可靠性和準(zhǔn)確性，真正 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化抄表，提高用電管理的科學(xué)水平。

2.2 工作原理

HDG521型電能表遠(yuǎn)程監(jiān)控及抄表系統(tǒng)是通過GPRS調(diào)制解調(diào)器，

利用GPRS 通信網(wǎng)絡(luò)作為通訊通道，通過安裝在各個(gè)計(jì)量監(jiān)測點(diǎn)的電 能表遠(yuǎn)程監(jiān)控終端讀取電能表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)配電的監(jiān) 測與控制。電能表遠(yuǎn)程監(jiān)控終端將通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)來的抄表、報(bào)警和 控制指令進(jìn)行解析，并將用戶計(jì)量終端內(nèi)電能表的用電信息和電網(wǎng) 狀態(tài)進(jìn)行回傳，由用戶控制中心對抄回的電能參數(shù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)， 并可進(jìn)行用電量的分析、匯總、統(tǒng)計(jì)和查詢。

2.3 系統(tǒng)構(gòu)成

HDG521 型電能表遠(yuǎn)程監(jiān)控及抄表系統(tǒng)是由用戶控制中心、GPRS

調(diào)制解調(diào)器、GPRS通信網(wǎng)絡(luò)、電能表遠(yuǎn)程監(jiān)控終端及電能表等構(gòu)成。 其中 GPRS 網(wǎng)絡(luò)是指中國移動(dòng)通信公司建設(shè)的覆蓋全國范圍的移動(dòng) 通訊網(wǎng)絡(luò)，利用該網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)傳輸信號的無縫覆蓋。

3 電能表遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的特點(diǎn)：

3.1 多種抄表方式可選：該套系統(tǒng)，可以同時(shí)兼容GPRS 移動(dòng)網(wǎng)

絡(luò)、GSM 短消息兩種無線傳輸方式，軟件可在兩種抄表方式之間實(shí) 現(xiàn)自由切換。利用GPRS 通信網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)通訊通道，抄收數(shù)據(jù)不受 計(jì)量點(diǎn)距離限制。

3.1 多種抄表方式可選：該套系統(tǒng)，可以同時(shí)兼容GPRS 移動(dòng)網(wǎng)

絡(luò)、GSM 短消息兩種無線傳輸方式，軟件可在兩種抄表方式之間實(shí) 現(xiàn)自由切換。利用GPRS 通信網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)通訊通道，抄收數(shù)據(jù)不受 計(jì)量點(diǎn)距離限制。

3.3 斷相報(bào)警：終端帶有三相電壓斷線報(bào)警功能，可通過終端 自帶的斷相報(bào)警功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測線路運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)通過對報(bào)警信 號的識(shí)別處理，能判斷出線路故障的具體方位，檢修人員可以在最 短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)事故現(xiàn)場進(jìn)行維修（如下圖：當(dāng)E 點(diǎn)發(fā)回報(bào)警信號， 而其它點(diǎn)沒有發(fā)回報(bào)警信號時(shí)，就可判斷是 EG 這條線路發(fā)生了故障）。斷相報(bào)警功能在第一時(shí)間內(nèi)將報(bào)警信息自動(dòng)上報(bào)管理中心和值 班人員手機(jī)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器、線路被盜等行為，避免經(jīng)濟(jì)損失。

4 采用GPRS 遠(yuǎn)程監(jiān)控及抄表系統(tǒng)的優(yōu)越性

4.1 實(shí)現(xiàn)了計(jì)量儀表的網(wǎng)絡(luò)化、在線管理，提高了防竊電能力。

電能計(jì)量及電參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng) GPRS 網(wǎng)絡(luò)抄表系統(tǒng)由主站和 GPRS 通信終端共同組成無線局域網(wǎng)。每個(gè)終端上電后，自動(dòng)登陸主站網(wǎng) 絡(luò)。主站可以通過點(diǎn)對點(diǎn)方式單獨(dú)和某一只表通信，也可以通過點(diǎn) 對多點(diǎn)的廣播方式抄收全部表計(jì)，同時(shí)，還可以設(shè)定定時(shí)抄表功能。 GPRS 網(wǎng)絡(luò)在電力遠(yuǎn)程抄表上的成功應(yīng)用，使得各種場合下的各類計(jì) 量儀表（無論是遠(yuǎn)的，還是近的）都變成了主站無線局域網(wǎng)的一個(gè) 子站，抄收數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程控制就象上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁一樣簡單，且實(shí)時(shí)性 強(qiáng)，隨時(shí)響應(yīng)主站的召喚，讀取各種用電信息。

4.2 無線通信方式，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，投資較少，易于維護(hù)。GPRS 網(wǎng)絡(luò)抄表系統(tǒng)采用的是無線通信方式，克服了其它通信方式的諸多 不可靠因素，安裝位置不再受線路、距離的限制，可以安裝在網(wǎng)絡(luò) 所能覆蓋到的任何地方，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，系統(tǒng)容量大。

4.3 數(shù)據(jù)傳輸安全、準(zhǔn)確、高速、可靠。由于采用移動(dòng)公司APN 專用網(wǎng)，因此，隔離了外部網(wǎng)絡(luò)用戶的非法侵入系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全 性得到了保證。數(shù)據(jù)傳輸采用TCP/IP 協(xié)議，由于TCP 協(xié)議是面向連 接的傳輸控制層協(xié)議，其內(nèi)部規(guī)定了嚴(yán)格的校驗(yàn)、糾錯(cuò)等控制機(jī)制， 因此數(shù)據(jù)傳輸是準(zhǔn)確的。

4.4 終端穩(wěn)定適用泛圍廣。系統(tǒng)硬件采用工業(yè)級器件，性能可 靠，功能強(qiáng)大。監(jiān)控終端定時(shí)抄錄并保存電能表 660 次抄錄紀(jì)錄， 解決了GPRS 網(wǎng)絡(luò)故障不能抄錄即時(shí)電能數(shù)據(jù)的問題，并且方便用戶 查詢歷史電能數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)終端通信波特率可以根據(jù)多功能電表實(shí) 際情況遠(yuǎn)程設(shè)置，同一個(gè)終端可以抄收不同波特率，不同協(xié)議的多 功能表

4.5 遠(yuǎn)程控制高壓計(jì)量箱的應(yīng)用。

該計(jì)量箱可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)控制，可自動(dòng)或手動(dòng)接入和切除用

電負(fù)荷，配合上位機(jī)程序的設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)電量報(bào)警、自動(dòng)保電、斷 電跳閘、預(yù)付費(fèi)等功能。實(shí)現(xiàn)對部分用戶負(fù)荷的遠(yuǎn)程可控，并有利 于電力調(diào)度人員對負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)配。

4.6 網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)方便管理人員查看電量。網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)由網(wǎng) 絡(luò)發(fā)布服務(wù)器和客戶端組成。網(wǎng)絡(luò)發(fā)布服務(wù)器為專業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)器， 可有效保證電量數(shù)據(jù)安全，配套網(wǎng)頁發(fā)布軟件可實(shí)現(xiàn)多個(gè)客戶端的 訪問。

5 結(jié)束語

綜上所述，本系統(tǒng)是將非電量檢測技術(shù)、無線數(shù)字傳輸技術(shù)、

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息安全技術(shù)和軟件技術(shù)融于一體的高新技術(shù)產(chǎn) 品，應(yīng)用且獨(dú)立于水、電、煤氣主干網(wǎng)上計(jì)量器具計(jì)量數(shù)據(jù)信息的 提取和數(shù)據(jù)管理，提高了該行業(yè)的信息化管理水平，改變水、電、 煤氣的管理現(xiàn)狀；解決目前抄表難度大、勞動(dòng)強(qiáng)度高等問題，特別 是解決管理系統(tǒng)中一直難以解決的高可靠性、高準(zhǔn)確性和低功耗問 題。通過擴(kuò)展煤氣泄漏監(jiān)控報(bào)警、水電煤氣故障緊急求助等涉及家 庭安全方面的功能來全方位的滿足居民的實(shí)際需求。

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