GPRS技術在配電監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

1、    GPRS技術在配電監(jiān)控系統(tǒng)中的應用        北京鼎升力創(chuàng)技術有限公司 時間:2008年01月31日     字 體: 大 中 小        關鍵詞:<"cblue" " target='_blank'>移動終端<"cblue" " target=&

2、#39;_blank'>空中接口<"cblue" " target='_blank'>多點<"cblue" " target='_blank'>數據傳送<"cblue" " target='_blank'>傳輸速度            ? 1問題的提出 隨著城市電網的快速發(fā)展，自然而然的面

3、臨兩個方面的問題，其一：配電網的自動化水平，涉及到故障的檢測、故障的隔離、轉移供電等。其二：用電的管理水平，涉及到用電量的計費等。這兩個方面都涉及到通訊問題，通信經常成為這類系統(tǒng)的瓶頸，總是存在著可靠性與經濟性兩者不可調和的矛盾。隨著GSM和GPRS的發(fā)展，使得配電網的通訊問題有了新的契機，本文提出利用移動互聯(lián)網來進行實時數據傳輸，并介紹GPRS的通信技術以及基于GPRS技術的智能配電通訊設備和它們在故障定位、配變監(jiān)測及抄表系統(tǒng)上的應用。 2GPRS技術簡介 2.1GPRS的定義 GPRS的英文全稱為General Packet Radio Service，中文含義為通用分組無線服務，它是利用

4、"包交換"（PacketSwitched）的概念所發(fā)展出的一套無線傳輸方式。所謂的包交換就是將Date封裝成許多獨立的封包，再將這些封包一個一個傳送出去，形式上有點類似寄包裹，采用包交換的好處是只有在有資料需要傳送時才會占用頻寬，而且可以以傳輸的資料量計價，這對用戶來說是比較合理的計費方式，因為象Internet這類的數據傳輸大多數的時間頻寬是閑置的。此外，在GSM phase 2+的標準里，GPRS可以提供4種不同的編碼方式，這些編碼方式也分別提供不同的錯誤保護（Error Protection）能力。 GPRS是一種新的GSM數據業(yè)務，它在移動用戶和數據網絡之間提供一種

5、連接，給移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數據接入服務。GPRS采用分組交換技術，它可以讓多個用戶共享某些固定的信道資源。如果把<"cblue" " title="空中接口">空中接口上的TDMA幀中的8個時隙都用來傳送數據，那么數據速率最高可達164kbps。 GSM空中接口的信道資源既可以被話音占用，也可以被GPRS數據業(yè)務占用。當然在信道充足的條件下，可以把一些信道定義為GPRS專用信道。 2.2GPRS優(yōu)勢 相對原來GSM的撥號方式的電路交換<"cblue" " title="

6、;數據傳送">數據傳送方式，GPRS是分組交換技術。由于使用了"分組"的技術，用戶上網可以免受斷線的痛苦(情形大概就跟使用了下載軟件Net Ants差不多)。此外，使用GPRS上網的方法與WAP并不同，用WAP上網就如在家中上網，先"撥號連接"，而上網后便不能同時使用該電話線，但 GPRS就較為優(yōu)越，下載資料和通話是可以同時進行的。從技術上來說，聲音的傳送(即通話)繼續(xù)使用GSM，而數據的傳送便可使用GPRS，這樣的話，就把移動電話的應用提升到一個更高的層次。而且發(fā)展GPRS技術也十分"經濟"，因為只須沿用現有的GSM

7、網絡來發(fā)展即可。GPRS的用途十分廣泛，包括通過手機發(fā)送及接收電子郵件，在互聯(lián)網上瀏覽等。 而GPRS的最大優(yōu)勢在于：它的數據<"cblue" " title="傳輸速度">傳輸速度不是WAP所能比擬的。目前的GSM移動通信網的傳輸速度為每秒9.6k字節(jié)，GPRS手機在今年年初推出時已達到56kbps的傳輸速度，到現在更是達到了115kbps(此速度是常用56kmodem理想速率的兩倍)。除了速度上的優(yōu)勢，GPRS還有"永遠在線"的特點，即用戶隨時與網絡保持聯(lián)系。 2.3GPRS網絡的實現 GPRS網絡是基于現有

8、的GSM網絡來實現的。在現有的GSM網絡中需要增加一些節(jié)點，如GGSN（Gateway GPRS Supporting Node，GPRS網關支持節(jié)點）和SGSN（Serving GSN，GPRS服務支持節(jié)點）。GSN是GPRS網絡中最重要的網絡節(jié)點。GSN具有移動路由管理功能，它可以連接各種類型的數據網絡，并可以連到 GPRS寄存器。GSN可以完成<"cblue" " title="移動終端">移動終端和各種數據網絡之間的數據傳送和格式轉換。GSN可以是一種類似于路由器的獨立設備，也可以與GSM中的MSC集成在一起。 2.4GPR

9、S的工作原理 GPRS工作時，是通過路由管理來進行尋址和建立數據連接的，而GPRS的路由管理表現在以下3個方面：移動終端發(fā)送數據的路由建立；移動終端接收數據的路由建立；以及移動終端處于漫游時數據路由的建立。第一種情況，當移動終端產生了一個PDU（分組數據單元），這個PDU經過SNDC層處理，稱為 SNDC數據單元。然后經過LLC層處理為LLC層通過空中接口送到GSM網絡中移動終端所處的SGSN。第二種情況，一個公用數據網用戶傳送數據到移動終端時，首先通過數據網的標準協(xié)議建立數據網和GGSN之間的路由。數據網用戶發(fā)出的數據單元（如PSPDN中的PDU），通過建立好的路由把數據單元 PDU送給GG

10、SN。而GGSN再把PDU送給移動終端所在的SGSN上，SGSN把PDU封裝成SNDC數據單元，再經過LLC層處理為LLC幀單元，最終通過空中接口送給移動終端。第三種情況是一個數據網用戶傳送數據給一個正在漫游的移動用戶。這種情況下的數據傳送必須要經過歸屬地的GGSN，然后送到移動用戶A。 2.5GPRS應用 GPRS是在現有GSM網絡上開通的一種新型的分組數據傳輸業(yè)務，在有GPRS承載業(yè)務支持的標準化網絡協(xié)議的基礎上，GPRS可以提供一系列交互式業(yè)務：點對點面向連接的數據業(yè)務該業(yè)務是為兩個用戶或者多個用戶之間發(fā)送多分組的業(yè)務，該業(yè)務要求有建立連接、數據傳送以及連接釋放等工作程序。 單點對<

11、;"cblue" " title="多點">多點業(yè)務該業(yè)務可以根據某個業(yè)務請求者的要求，把單一信息傳送給多個用戶。該業(yè)務又可以分為點對多點多信道廣播業(yè)務、點對多點群呼業(yè)務和IP多點傳播業(yè)務。點對點無連接型網絡業(yè)務該業(yè)務中的各個數據分組彼此互相獨立，用戶之間的信息傳輸不需要端到端的呼叫建立程序，分組的傳送沒有邏輯連接，分組的交付沒有確認保護，是由IP協(xié)議支持的業(yè)務。 2.6GPRS與WAP WAP是無線Internet的標準，由多家大廠商合作開發(fā)，它定義了一個分層的、可擴展的體系結構，為無線Internet提供了全面的解決方案。 WAP協(xié)議

12、開發(fā)的原則之一是要獨立于空中接口，所謂獨立于空中接口是指WAP應用能夠運行于各種無線承載網絡之上，如TDMA、CDMA、GSM、 GPRS、SMS等等。 GPRS對應于GSM中的9.6kbps的數據業(yè)務，與之不同的是GPRS是通過分組交換來實現高速率的數據傳輸，換句話說，GPRS是對GSM數據業(yè)務的改進,是在GSM中實現高速數據傳輸的手段。 可見，WAP是高層應用，而GPRS是底層傳輸。可以引用著名的郵遞信件的例子來說明WAP與GPRS的關系：如果說WAP是平信或賀卡或明信片，那么 GPRS和GSM的CSD（9.6kbps電路交換的數據業(yè)務）就是運送信件的交通工具，只不過后者是汽車，前者則是飛

13、機罷了。 3GPRS在故障定位、配變監(jiān)測和抄表系統(tǒng)中應用 3.1故障定位 配電網中使用大量的故障指示器，用來檢測故障位置定位故障點。它簡單可靠，在檢測到故障時通過翻牌或輸出節(jié)點的形式指示故障。GPRS通信設備設有3路開關量輸入，可采集本條線路的故障指示器的開關量輸出狀態(tài)。當線路發(fā)生故障時，故障指示器動作，GPRS通訊設備把故障信息通過INTERNET傳輸至前控制中心，監(jiān)控中心在接收到這些動作信息后，經過網絡拓撲計算分析，與地理信息系統(tǒng)相結合，可以直接顯示出故障點地理位置信息。 3.2配變監(jiān)測 在配電網上的變壓器上都裝有配變監(jiān)測儀TTU，它的主要功能有對配變的工況的數據采集、對線路的自動無功補償

14、等。TTU的無功補償功能在就地可實現，無需網絡通訊的支持，但是配變的運行數據過去一般采用RS485等通訊方式傳輸，可靠性差，距離短，受地理環(huán)境的因素影響較大。 3.3電能計量 電能計量是現代電力營銷系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)的電量結算是依靠人工定期到現場抄取數據，在實時性、準確性和應用性等方面都存在諸多不足之處。利用現代通信技術和計算機技術以及電能量測量技術結合在一起，便能夠及時、準確、全面地反映電量使用（即銷售情況）。通過GPRS無線局域網專網，為用電管理提供實時性好、穩(wěn)定性高的數據和事件記錄，可實現多塊表同時凍結抄表功能。該系統(tǒng)具有設備參數遠程回讀功能，如回讀參數和后臺系統(tǒng)保存的設置參數對比，異常報警，可以發(fā)現非法修改電能表參數行竊的非