電力系統(tǒng)GPRS應用方案

1、電力系統(tǒng)GPRS應用方案資源世代通信（深圳聲限公司2003年7月目 錄一、關鍵縮略語解釋。錯誤!未定義書簽。二、GPRS技術介紹b錯誤!未定義書簽。1、GPRS 簡介22、GPRS的優(yōu)點。錯誤味定義書簽。3、GPRS的網絡安全性錯誤!未定義書簽。三、項目需求分析錯誤!未定義書簽。1、現場人工操作面臨的問題。錯誤!未定義書簽。2、電力系統(tǒng)使用GPRS網絡的優(yōu)越性錯誤!未定義書簽。3、 GPRS網絡與其它方式的應用方案比較錯誤!未定義書簽。4、GPRS網絡在電力系統(tǒng)應用的可行性錯誤!未定義書簽。四、方案設計錯誤!未定義書簽。1、GPRS在電力系統(tǒng)中部分應用的網絡拓撲圖錯誤!未定義書簽。2、連接方案

2、說明錯誤!未定義書簽。2.1、總體方案說明錯誤!未定義書簽。2.2、具體方案說明。錯誤!未定義書簽。3、連接方案安全性說明錯誤!未定義書簽。一、關鍵縮略語解釋GPRS：通用分組無線業(yè)務；X.2 5：分組交換網內的一種通信協(xié)議；DDN：數字數據網；GSM:全球移動通信系統(tǒng)；APN：接入名；MSISDN：移動臺國際SDN號碼；IMSI:國際移動臺號碼；PDP:分組數據協(xié)議；HLR:本地位置寄存器；DNS：域名服務器。SGSN:網關GPRS支持節(jié)點；GGSN：網關GPRS支持節(jié)點；BS S :基站子系統(tǒng)；PSTN：公共電話網絡；Int e met：國際互聯(lián)網；CDMA:碼分多址；DMA：時分多址。二

3、、GPRS技術介紹GPRS簡介業(yè)界通常將移動通信分為三代。第一代是模擬的無線網絡，第二代是數字通信包括 GS M. CDMA等，第三代是分組型的移動業(yè)務，稱為3G。G P R S (G e neral Pack et Radio Se r vice)是通用分組無線業(yè)務的縮寫，是介于第二代和笫三代之間的一種技 術，通常稱為2.5GU前通過升級GSM網絡實現。稱之為2. 5G是比較恰當的，因為它 是一個混合體，采用TDMA方式傳輸語音，采用分組的方式傳輸數據。GPRS是在LI前G SM移動通信網絡中增加SGSN、GGSN兩個節(jié)點，在基站子系統(tǒng) 中增加用于無線分組接入的分組控制單元來實現，從而發(fā)展起

4、來的一種新型承載業(yè)務，它 可以向移動用戶以分組交換的形式提供數據業(yè)務。GPRS 采用與G SM同樣的無線調制 標準、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結構、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的TDMA幀結構，這種新 的分組數據信道與當前的電路交換的話音業(yè)務信道極其相似。因此，現有的基站子系統(tǒng) (BSS)從一開始就可提供全面的GPRS覆蓋。GPRS網絡有四種編碼方案和八個時隙，且每個時隙都可以為活動用戶所共孕，在 理想環(huán)境下理論傳輸最大速率為1 7 1.2kb/s ,而口前實際應用帶寬大約在40-lOOKbps, 在此信道上提供TCP/IP連接，可以用于INTERNET連接、數據傳輸等應用。2、GPRS的優(yōu)點A：資源利

5、用率高用戶只在發(fā)送或接收數據期間才占用資源，多個用戶可高效率地共享同一無線信道;B：傳輸速率高可以提供高達1 1 5 k b / s的傳輸速率(理論值1 71.2 k b / s);C:接入時間短能提供快速及時連接，兒秒種就可以注冊接入了；D:支持IP協(xié)議和X.2 5協(xié)議E、無線接入，方便快捷F、網絡覆蓋面廣GPRS網絡在全國大部分城市已經覆蓋很理想了；G、收費合理，按量計費實現永遠在線，不進行數據交換，就不收取費用，真正實現了按量計費。3、GPRS的網絡安全性GPRS系統(tǒng)釆用了基于GSM P h ase2的安全措施,這些安全措施包括:用戶的鑒權、 用戶身份的加密以及在MS和SGSN之間的業(yè)務

6、數據加密。在GPRS系統(tǒng)中，用戶的鑒權 III SGSN進行。GPRS采用了一種適合于分組交換的優(yōu)化加密算法,它還可以在應用層對 不同的應用實施特有的加密算法，網絡間的數據安全性與一般數據網類似。三、項目需求分析現場人工操作面臨的問題1、用戶數量多，分布面廣，工作量大，工作效率低下；2、誤差比較大，且?guī)щ娮鳂I(yè)，危險性比較大；3、需要大量人員現場工作，造成人力、物力資源浪費：4、成本高，且不符合H前高科技高速發(fā)展的趨勢；2、電力系統(tǒng)使用GPRS網絡的優(yōu)越性使用GPRS無線終端進行數據傳輸來實現無線抄表、高壓電房無線監(jiān)控報警、無線 路燈監(jiān)控、高壓線路無線監(jiān)控等，就可以解決人匸現場操作所面臨的諸多問

7、題。結合G PRS無線網絡的特點可知:利用GP RS網絡實現數據傳輸和遠程監(jiān)控，其網 絡組建、平臺搭設、方案實施都比較方便；并且無需專門布線，投入設備比較少，通信費 用合理、低廉，投入資金將不會很大，并且后期升級、維護成本低?！帮L險小、見效快、 網絡覆蓋好、實施方便快捷”正是選用GPRS網絡來實現數據傳輸的最大優(yōu)勢所在。3、GPRS網絡與其它方式的應用方案比較方案傳輸距離傳輸速度實時性差錯率數據雖覆蓋范囤工程st線路投資維護址通信費用電力載波近中實時高大中小無大低RS485總線近高實時無大小大大中低短信息遠不確定非實時無小大小無無大有線電視網遠實時無大中大租用小大GPRS遠實時無大大小無無低M

8、odem4、GPRS網絡在電力系統(tǒng)應用的可行性根據GPRS網絡的特點,它是一種高速、高效的通用分組無線通信系統(tǒng)，允許移動用 戶經分組方式發(fā)送和接收數據,特別適用于間斷的、突發(fā)的、頻繁的和少量的數據傳輸, 也適用于偶爾的大數據量傳輸。結合電力系統(tǒng)中的電力抄表系統(tǒng)應用、變電房監(jiān)控報警 系統(tǒng)應用和路燈監(jiān)控系統(tǒng)的應用特點可知，它們都是間斷性的、突發(fā)的、少量的數據傳輸, 正符合這個技術應用特點的特征，所以,GPR S網絡在電力系統(tǒng)中做數據傳輸鏈路的應用 是非常適合的。全國很多在電力系統(tǒng)方面應用GPRS網絡的成功案例表明，GPRS網絡在 電力系統(tǒng)中的應用已經非常成熟了 ！方案設計GPRS在電力系統(tǒng)中部分應

9、用的網絡拓撲W jmi d、（；PRS Mrxxf-rGPRS舊 F ilPKS ModemAM.電房阿l；配炯裝蚩氐白25柯應后臺2、連接方案說明21、總體方案說明電力局后臺監(jiān)控中心相應服務器直接通過路山器和防火墻與DDN或者Internet 等相連，服務器具有外部IPo各客戶端相應數據采集終端的GPRS Mo d em登錄到GPRS 網絡之后,通過中國移動與其它網絡的接入點（DDN、1“匕01等）獲得外部1 P,建立 訪問接入點網絡的通道。然后，數據采集終端的GPRS Modem通過連接通道，連接到電 力局后臺相應的服務器，電力局后臺服務器就可以記錄各個數據采集終端設備的連接信 息了。至此

10、，各個數據釆集終端GPRS Modem和電力局后臺相應的服務器之間就實 現了相互的數據信息傳輸了。各個數據采集終端的GPRS Mod em只與電力局后臺監(jiān)控中心相應服務器進行數據 傳輸，各數據采集終端設備之間不相互傳輸數據。GPRS網絡為各個數據采集終端的GPRS Modem分配一個唯一的MSISDN號碼和一個I MSI 號碼，可使后臺服務器方便識別數據來自于哪個數據采集終端。另外，當電力局后臺監(jiān)控中心服務器 與某個采集終端的GPRS Modem之間長時間不傳送數據時.GPRS網絡仍可保持此M odem與監(jiān)控 中心永遠在線相連接。在GGSN不支持此功能時，要求通信終端在被GPRS網絡激活后，立

11、即發(fā)起PDP上下文激活請求2.2、具彳本方案說明A、無線抄表應用GPRS電力抄表系統(tǒng)利用中國移動現有的GPRS/GSM網絡，電表和后臺系統(tǒng)的所有數 據交換都通過中國移動的數據通信網關，電力局監(jiān)控中心申請固定IP地址，在電力局建 立后臺監(jiān)控中心服務器，所有電表經過集中器和GPRS Mo dem通過GPRS網絡連至該 服務器，實現電表數據和監(jiān)控中心系統(tǒng)的實時在線連接。居民用戶的用電數據山電表傳 到集中器，集中器將數據傳至GP RS終端并通過GPRS網絡傳送至電力局后臺監(jiān)控中心 服務器系統(tǒng)。這樣就實現了遠程無線抄表的功能。利用GPRS網絡進行無線抄表，還可以隨時對某個區(qū)域、其至某個電表進行抽樣抄取,

12、 并且抄表便捷、快速。只需要一個操作員在遠端配備一個專用的抄表軟件平臺，就可以方便、快速地完成之前需要大量人員前往現場花費很長時間才能完成的皿主站移動通信網絡B、高壓電房無線監(jiān)控報警系統(tǒng)高壓電房內的變壓器通過F TU配網裝置，將釆集到的環(huán)境參數和電度數據利用GPR S Modem通過中國移動的GPRS網絡發(fā)送到電力局后臺高壓電房監(jiān)控服務器,后臺服務器可 根據所收到的數據信息的分析結果做出相應的處理操作，包括環(huán)境超標報警、非法入侵報 警、電力超標報警等。利用GPRS網絡實現高壓電房無線監(jiān)控報警，就可以對這些變電房進行實時監(jiān)控，可 隨時讀取某一指定變電房內的環(huán)境參數和用電度數，以確定其安全情況和電

13、力使用情況。 監(jiān)控中心配備有報警器，當某一變電房出現故障時，監(jiān)控中心可出現文字和聲音同時報 警功能，以便對出故障的變電房及時發(fā)現并處理！C、無線路燈監(jiān)控系統(tǒng)利用GPRS網絡進行城市路燈監(jiān)控時，可以在監(jiān)控中心方便的修改、配置各個路段路 燈的開啟、關閉時間，以完成自動控制；并可根據不同悄況隨時進行遠程控制!通過后臺 服務器軟件，還可以方便的查出哪個路燈或者哪個路段的路燈出現了故障，然后派人及時 去檢修處理。D、高壓線路無線監(jiān)控系統(tǒng)利用GPRS網絡對高壓線路進行監(jiān)控時，可以根據不同需求，實現對高壓線路進行監(jiān) 視、報警、故障線路查詢等功能。不但避免了高壓作業(yè)的危險，而且還可以更及時、更快 速的找出故障

14、所在路斷。3、連接方案安全性說明(1) 由電力局的防火墻對終端I D和IP地址進行過濾。(2) 在各抄表終端發(fā)起PDP上下文激活請求時，SGSN可根據HLR中MS I SN/IMSI、靜態(tài)IP地址，對抄表終端的MSISX/IMSI.靜態(tài)I P地址與HL R中注冊的是否 一致進行鑒權，以防止非法用戶的入侵。(3) 各監(jiān)控中心服務器可以給每個GPRS終端分配特有的用戶ID和密碼，交換機資 深黑客即使偽造了合法的手機號，但是沒有監(jiān)控中心分配給GPRS終端的用戶ID和密 碼，依然無法與監(jiān)控中心建立呼叫，而監(jiān)控中心可以周期性命令各電表數據采集點將用 戶ID和密碼改掉。(4) GPRS系統(tǒng)釆用了基于GSM P ha s e2的安全措施，其中包括:用戶的鑒權、用 戶身份的加密以及在MS和SGSN之間的業(yè)務數據加密等。在GPRS系統(tǒng)中，用戶的鑒 權由SGSN進行。GPRS釆用了一種適合于分組交換的優(yōu)化加密算法，它還可以在應用 層對不同的應用實施特有的加密算法,網絡間的數據安