GPRS無線遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)

1、GPRS無線遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案深圳新軍智能一、 概述GPRS無線遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)是利用中國移動(dòng)提供的GPRS無線數(shù)傳業(yè)務(wù)，結(jié)合當(dāng)前供電部門的實(shí)際情況開發(fā)的遠(yuǎn)程自動(dòng)集中抄表分析系統(tǒng)。由于它施工簡(jiǎn)便，遠(yuǎn)行成本低廉，性能可靠，自動(dòng)化程度高，投資回報(bào)快，深受廣大用戶歡迎。它是實(shí)現(xiàn)抄表自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，必將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工作效率低下的手工抄表。采用該集中抄表系統(tǒng)和采用傳統(tǒng)的手工抄表相比有很多優(yōu)勢(shì)：第一，工作效率上得到極大的提高。集中抄表系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)每小時(shí)上報(bào)定點(diǎn)抄表數(shù)據(jù)，并且能保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，因?yàn)樗捎昧硕喾N校驗(yàn)算法。同時(shí)它給數(shù)據(jù)分析提供了前提和基礎(chǔ)。這是手工抄表無法實(shí)現(xiàn)的，手工抄表不僅周期長(zhǎng)，抄表

2、時(shí)一致性差，抄表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性較差（人工抄錄經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)筆誤），不能確保每次都能給數(shù)據(jù)分析提供可靠、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。第二，在數(shù)據(jù)分析方面可以達(dá)到一個(gè)嶄新的水平，可每小時(shí)自動(dòng)計(jì)算輸入輸出線路的線損率，并考核各計(jì)量裝置（電能表）是否走字異常。及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)排除，可最大限度減少因故障造成的損失。它的使用徹底解決了人工抄表時(shí)，工作效率低、人力物力消耗量大、電量考核滯后等弊病。第三，在線損率、用戶的用電量出現(xiàn)異常時(shí)，該系統(tǒng)具有自動(dòng)分析報(bào)警功能，這可及時(shí)發(fā)現(xiàn)非法用電和盜竊電等情況，以便及時(shí)采取措施杜絕此類現(xiàn)象發(fā)生。第四，該系統(tǒng)的運(yùn)行成本很低，每個(gè)計(jì)量點(diǎn)平均按40塊表計(jì)算，每一小時(shí)定時(shí)上報(bào)一次抄表數(shù)據(jù)（總、峰

3、、平、谷電量和A、B、C相的累計(jì)缺相時(shí)間），每天的數(shù)據(jù)傳輸量為48KB(2KB/h*24h=48KB),每個(gè)計(jì)量點(diǎn)每月的數(shù)據(jù)傳輸量為1440KB(48KB/天*30天/月),其傳輸費(fèi)用為24.2元（按天津中國移動(dòng)輕松卡GPRS的第二種收費(fèi)方式計(jì)算，20元+4.2元）。因此，該抄表系統(tǒng)可見少大量的抄表費(fèi)用（如，可大大減少手工抄表時(shí)所用的人力物力，出車等費(fèi)用等）。 二、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)想1、 系統(tǒng)組成（遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)示意圖）本系統(tǒng)包括GPRS無線遠(yuǎn)程集中抄表部分和用電分析部分。（1）GPRS無線遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)該系統(tǒng)包括GPRS無線遠(yuǎn)程集中抄表中心和GPRS無線集抄終端兩部分，如圖1所示。GPRS集抄終

4、端nGPRS集抄終端2GPRS集抄終端1圖1 GPRS無線遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)網(wǎng)站服務(wù)器機(jī)ADSL寬帶網(wǎng)接入設(shè)備打印機(jī)GPRS無線網(wǎng)無線遠(yuǎn)程抄表中心由WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、ADSL寬帶調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)和GPRS遠(yuǎn)程抄表管理軟件組成，如圖2所示。服務(wù)器圖2 GPRS無線遠(yuǎn)程抄表中心 寬帶接入設(shè)備打印機(jī)顯示器抄表管理軟件無線集抄器由雙單片機(jī)、無線數(shù)傳模塊、485通訊接口模塊和抄表控制軟件組成，如圖3所示。MCU1MCU2圖3 GPRS無線集抄終端工業(yè)級(jí)GPRS數(shù)傳模塊電能表n電能表2電能表1485通訊模塊大容量存儲(chǔ)器2、 系統(tǒng)說明電能計(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

5、靠人工定期到現(xiàn)場(chǎng)抄取數(shù)據(jù)，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。利用現(xiàn)代通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電能量測(cè)量技術(shù)結(jié)合在一起，便能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地反映電量使用（即銷售況）。本方案是基于GPRS 網(wǎng)絡(luò)通信的無線通訊技術(shù)，將電量數(shù)據(jù)和其它（所需）信息實(shí)時(shí)可靠的采集回來，通過應(yīng)用具有智能化分析功能的系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)高壓線路電量，并同時(shí)可以監(jiān)測(cè)配網(wǎng)的負(fù)荷和電能計(jì)量器具的使用狀態(tài)。通過GPRS 無線局域網(wǎng)專網(wǎng)，為用電管理提供實(shí)時(shí)性好、穩(wěn)定性高的數(shù)據(jù)和事件記錄，可實(shí)現(xiàn)多塊表同時(shí)凍結(jié)抄表功能。該系統(tǒng)具有設(shè)備參數(shù)遠(yuǎn)程回讀功能，如回讀參數(shù)和后臺(tái)系統(tǒng)保存的設(shè)置參數(shù)對(duì)比，異常報(bào)警，可以發(fā)現(xiàn)非法修改電能表參

6、數(shù)行竊的非法行為。具有失壓、斷流、錯(cuò)誤接線報(bào)警、顯示、記錄并主動(dòng)上傳功能，方便管理人員在公司本部就可以發(fā)現(xiàn)用戶異常，為反竊電提供了一種先進(jìn)的、有效的高技術(shù)檢測(cè)手段。3、 考慮系統(tǒng)后期的擴(kuò)展 該系統(tǒng)的集中抄表數(shù)據(jù)存放到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中，并為將來供電營銷自動(dòng)化提供相關(guān)數(shù)據(jù)庫接口； 利用各計(jì)量點(diǎn)現(xiàn)有的GPRS數(shù)據(jù)信道，增加配網(wǎng)的負(fù)荷監(jiān)測(cè)，遠(yuǎn)程開關(guān)拉、合閘控制的功能，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化。三、 主要技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)參數(shù)1、 基本配置 GPRS無線集中抄表中心的基本配置：序號(hào)名 稱數(shù)量1服務(wù)器1臺(tái)2防火墻1個(gè)3UPS電源1臺(tái)4固定IP地址的ADSL專線1條5ADSL調(diào)制解調(diào)器1臺(tái)6中心管理軟件1套7殺毒軟件1套 G

7、PRS無線集中抄表終端的基本配置：序號(hào)名 稱數(shù)量1GPRS無線集中抄表終端1臺(tái)2抄表擴(kuò)展終端1臺(tái)3申請(qǐng)開通GPRS服務(wù)業(yè)務(wù)的SIM卡1張2、 安全性GPRS集中抄表系統(tǒng)為確保系統(tǒng)的安全性采取了如下措施： 采集終端選用了大容量的鐵電存儲(chǔ)器，它可以保存一周的電表數(shù)據(jù)，不怕掉電，其重復(fù)讀寫次數(shù)為10億次，在中國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)，可確保抄表數(shù)據(jù)不被丟失。 為了保證傳輸數(shù)據(jù)正確無誤，所有數(shù)據(jù)的收發(fā)均增加了兩種以上的校驗(yàn)，數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)重發(fā)，使數(shù)據(jù)傳輸更加準(zhǔn)確、可靠。 為了防止黑客和其它非法人員訪問該抄表中心，在服務(wù)器前端增加硬件防火墻，以有效防止非法用戶入侵，來保證系統(tǒng)中心的安全性。3、 工作環(huán)境工作

8、溫度：-3580存儲(chǔ)溫度：-4080濕度： 20% 85%GPRS信號(hào)： 有4、 通訊特征 長(zhǎng)期在線，中國移動(dòng)的GPRS 無線專網(wǎng)，一旦用戶的GPRS通訊設(shè)備上網(wǎng)，就永遠(yuǎn)在線，不傳數(shù)據(jù)不收費(fèi)。這種特有的通訊方式，為用電管理提供實(shí)時(shí)性好、穩(wěn)定性高的數(shù)據(jù)傳輸。 按流量收費(fèi)，這是中國移動(dòng)的GPRS上網(wǎng)的又一大特征，它使數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪\(yùn)營成本很低廉。 通訊設(shè)備投資少，由于各計(jì)量點(diǎn)分布廣，點(diǎn)多分散，因此采用有線方式涉及到布線問題，采用無線方式涉及到頻段占用問題，采用現(xiàn)有的電線載波方式涉及到可靠性問題。綜合起來看，只有利用GPRS公網(wǎng)投資最省，且可靠性高。 通訊設(shè)備安裝簡(jiǎn)介、方便，由于有GPRS信號(hào)覆蓋的地方

9、，就可以直接安裝，免去了有線方式的布線和無線方式的基站建設(shè)。 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，目前中國移動(dòng)的GPRS網(wǎng)在天津轄區(qū)內(nèi)全部覆蓋無盲區(qū)。 通訊網(wǎng)絡(luò)用戶免維護(hù)，網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)故障，由中國移動(dòng)自動(dòng)維護(hù)。5、 其它參數(shù)抄表中心相關(guān)參數(shù)：節(jié)點(diǎn)容量： 10000個(gè)計(jì)量點(diǎn)抄表容量： 100000塊電能表抄表終端相關(guān)參數(shù)：GPRS集中器容量： 128塊電能表抄表終端容量： 32塊電能表電源電壓： 100V或220V傳輸速率： 19200pbs抄表速率： 9600pbs四、系統(tǒng)功能及特點(diǎn)l GPRS無線遠(yuǎn)程集抄終端，每天根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間，定時(shí)抄所有的電表，并保存在大容量的存儲(chǔ)器內(nèi)，這種存儲(chǔ)器保存的數(shù)據(jù)不怕掉電，系統(tǒng)

10、最多可存儲(chǔ)一周內(nèi)的定時(shí)抄表數(shù)據(jù)（小于100只表），以便在GPRS網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常修復(fù)后，仍能把每天定時(shí)抄錄的所有電能表數(shù)據(jù)上傳到中心網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。l GPRS無線集抄器智能判斷某電能表是否有A、B、C相失壓，一旦發(fā)現(xiàn)失壓及時(shí)報(bào)警到中心網(wǎng)站服務(wù)器。l 在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)上的用戶如有授權(quán)均可以遠(yuǎn)程對(duì)網(wǎng)站服務(wù)器實(shí)行部分操作功能，如：抄表、查詢、統(tǒng)計(jì)、瀏覽、分析、打印等。l 由于GPRS遠(yuǎn)程集抄終端能保存一周內(nèi)的定時(shí)抄表數(shù)據(jù)，那么中心服務(wù)器除了可以抄當(dāng)天的全部數(shù)據(jù)外，還可以抄以前7天內(nèi)任何一天的定時(shí)抄表數(shù)據(jù)。l 系統(tǒng)能自動(dòng)通過GPRS公網(wǎng)無線遠(yuǎn)程抄表，能自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷分析，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)報(bào)警。l 系統(tǒng)

11、具有對(duì)可疑電能表進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)功能，由于GPRS網(wǎng)的特點(diǎn)是永遠(yuǎn)在線，按流量收費(fèi)，因此對(duì)電能表的實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)，其運(yùn)營成本最廉價(jià)低。l 無線集抄器的電源轉(zhuǎn)換為數(shù)字開關(guān)電源模塊，所以外接交流100V和220V均可。五、采集終端工作原理采集終端包括GPRS無線集中數(shù)傳部分和抄表部分，每個(gè)抄表部分可最多并聯(lián)抄錄32塊表，目前的GPRS無線集中抄表終端包括一個(gè)GPRS無線集中數(shù)傳裝置和一個(gè)抄表裝置，最多能抄32塊表；如果想抄更多的表，就必須增加外掛抄表裝置；每增加一個(gè)抄表裝置，就能多抄32塊表，一個(gè)GPRS無線集中抄表終端最多可外掛3個(gè)抄表裝置，GPRS無線集中抄表終端集中抄表的最大容量為128塊。GP

12、RS無線集中抄表終端的RS-485通訊接口和所有電能表（小于等于32塊）的RS-485通訊接口并聯(lián)起來（兩根總線方式）。抄表裝置負(fù)責(zé)定時(shí)采集電表的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，定時(shí)監(jiān)測(cè)電能表的A、B、C相是否有缺相，并且定時(shí)存儲(chǔ)抄表數(shù)據(jù)；GPRS無線集中數(shù)傳部分負(fù)責(zé)定時(shí)傳送抄表數(shù)據(jù)，及時(shí)上報(bào)電能表的A、B、C相的缺相報(bào)警情況。另外，還要完成缺相報(bào)警恢復(fù)上報(bào)，電能表校時(shí)等工作。六、可靠性1、 后臺(tái)中心的可靠性，后臺(tái)服務(wù)器的硬盤鏡像和雙機(jī)熱備份，它能確保數(shù)據(jù)庫的可靠性和安全性；服務(wù)器和ADSL專線之間增加硬件防火墻，可防止黑客和非法用戶的訪問和破壞；另外在服務(wù)器系統(tǒng)中安裝網(wǎng)絡(luò)防病毒軟件系統(tǒng)。2、 數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕?/p>

13、抄表終端到后臺(tái)中心的數(shù)據(jù)傳輸中，為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性，中國移動(dòng)的GPRS無線網(wǎng)采取了多種校驗(yàn)糾錯(cuò)措施，該系統(tǒng)為了增強(qiáng)傳輸?shù)目煽啃?，又在?nèi)部通訊協(xié)議兩種校驗(yàn)，進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性。3、 抄表終端的可靠性，為了提高抄表終端設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性，在電子元器件方面，采用了高可靠性的工業(yè)級(jí)大規(guī)模集成電路，如單片機(jī)、GPRS通訊模塊、串口傳輸芯片、看門狗電路等，它大大增加設(shè)備的抗干擾能力，提高其穩(wěn)定性；存儲(chǔ)器采用高性能大容量的鐵電存儲(chǔ)器（可刷新10億次），掉電后仍能保存1周內(nèi)的數(shù)據(jù)。在程序處理方面，采用異常自復(fù)位方法，防止程序運(yùn)行死機(jī)；數(shù)據(jù)備份保存，超時(shí)重發(fā)，緩存補(bǔ)發(fā)等措施，保證

14、抄表數(shù)據(jù)和傳送數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。七、預(yù)期效果1、 直接經(jīng)濟(jì)效益： 可大面積降低線損； 為反竊電提供了一種有效的高技術(shù)手段； 可有效提高供電的可靠性； 具有實(shí)時(shí)抄表功能，可大大減少抄收人員的工作量； 為將來供電營銷自動(dòng)化提供可靠數(shù)據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)； 現(xiàn)代化管理可提高企業(yè)工作效率；2、 推廣前景由于安裝使用簡(jiǎn)單、方便，投資較少，維護(hù)費(fèi)用少，運(yùn)行費(fèi)用低廉，產(chǎn)生的效益直接、顯著，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，極易大面積推廣使用。八、該系統(tǒng)與采取其它方式集中抄表的優(yōu)劣對(duì)比遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱 ARMS，是把電能表計(jì)量的各種用電數(shù)據(jù)通過遙測(cè)、傳輸和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)匯總到營業(yè)部門，代替人工抄表及一連串后續(xù)工作的系統(tǒng)。遠(yuǎn)

15、程自動(dòng)抄表的計(jì)量點(diǎn)，分布點(diǎn)多、位置雜亂分散，傳輸系統(tǒng)必須是一個(gè)覆蓋面很廣的傳輸網(wǎng)絡(luò)，所以各類遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的比較也就是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的比較；它對(duì)通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求是：數(shù)據(jù)采集、傳輸要及時(shí)準(zhǔn)確，系統(tǒng)要有一定的環(huán)境適應(yīng)能力和抗干擾能力，保證其能穩(wěn)定可靠的運(yùn)行；維護(hù)難度小，維護(hù)工作量要少，造價(jià)要低。為了顯示的更清楚，下面用表格的形式對(duì)目前各種通訊方式的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表進(jìn)行比較： 有線方式電臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸共用電話線傳輸微波數(shù)據(jù)傳輸投資成本低，但容易互相造成干擾和沖突，影響傳輸質(zhì)量，有時(shí)甚至撥不通；無法進(jìn)行數(shù)傳投資成本低，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、可靠，數(shù)據(jù)質(zhì)量有保證，基本上免維護(hù)GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸傳輸質(zhì)量有保證，但投資

16、成本太高，且維護(hù)工作難度較大雖傳輸質(zhì)量有保證，但工程費(fèi)用較高，且有一定的線路維護(hù)工作量；不穩(wěn)定，抄收成功率低最高只有70%；專線數(shù)據(jù)傳輸電力載波無線方式投資高,覆蓋面小,維護(hù)量大通訊方式計(jì)量點(diǎn)表數(shù)數(shù)據(jù)流量（每天）月租費(fèi)每天費(fèi)用每月費(fèi)用電話線321350KB304.8元174元說明：企業(yè)電話的收費(fèi)是，基本月租30元，每3分鐘以內(nèi)0.2元，超過3分鐘后，1分鐘0.1元，所以每月的抄表費(fèi)用為：30元+0.2元/次*24次/天*30天/月=30元+144元 = 174元。GPRS無線網(wǎng)321371KB523.371元說明： 通過比較不難看出，由于各計(jì)量點(diǎn)分布廣，點(diǎn)多分散，因此采用有線方式涉及到布線問題

17、，投入成本高、運(yùn)行費(fèi)用高；采用無線方式涉及到頻段占用問題，投入成本大，維護(hù)費(fèi)用高；采用現(xiàn)有的電線載波方式涉及到可靠性問題。綜合起來看，只有利用GPRS公網(wǎng)投資最省，且可靠性高，它是遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表的發(fā)展趨勢(shì)。九、 報(bào)價(jià)序號(hào)名稱型號(hào)單價(jià)數(shù)量單位金額說明1GPRS無線抄表終端28801臺(tái)1每個(gè)集抄終端容量為64塊表；2三相電子電表6801臺(tái)十、 列出該系統(tǒng)運(yùn)行所需人員配置情況抄表系統(tǒng)中心操作人員： 2名電能表通訊線路的維護(hù)： 2名十一、其它需要說明的內(nèi)容1、GPRS的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)選擇方式 月租費(fèi)（元） 贈(zèng)送的免費(fèi)流量數(shù)（KB） 超過贈(zèng)送流量后的流量費(fèi)（元/KB）自由套餐 0 0 0.03經(jīng)濟(jì)套餐 20 1000 0.01時(shí)尚套餐 100 20000 0.01商務(wù)套餐 200 不限量使用說明：（1） 不收取GPRS業(yè)務(wù)的國內(nèi)漫游費(fèi)。（2） 每日23:00至次日凌晨