GPRS技術(shù)在電力系統(tǒng)采集監(jiān)控與運(yùn)行中的應(yīng)用

摘 要：本文通過移動(dòng)公司的GPRS技術(shù)，將電力設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)通過無線的方式返回到電力公司的信息系統(tǒng)，以做相應(yīng)的處理，并可通過該系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制等。電力用戶、設(shè)備、線路等監(jiān)控系統(tǒng)在每一個(gè)需要進(jìn)行監(jiān)控的地方設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)采集器，隨時(shí)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器中，在服務(wù)器上有相應(yīng)的處理流程，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，完成對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)控，根據(jù)在線采集的信息可以實(shí)時(shí)對(duì)遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。利用MAS（移動(dòng)代理服務(wù)器）系統(tǒng)，向用戶提供諸如停電通知、電力新政策、故障預(yù)報(bào)等信息，同時(shí)用戶也可根據(jù)自己的需要定制所需的相關(guān)內(nèi)容（用電量及電費(fèi)查詢、欠費(fèi)催繳、停電通知及停電信息查詢等），實(shí)現(xiàn)電力信息與客戶實(shí)時(shí)交互。

關(guān)鍵詞：GPRS；數(shù)據(jù)采集器；實(shí)時(shí)交互

前言

目前中國移動(dòng)的GPRS網(wǎng)在本省轄區(qū)內(nèi)全部覆蓋無盲區(qū)；通訊設(shè)備安裝簡潔、方便，有GPRS信號(hào)覆蓋的地方，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)。GPRS無線專網(wǎng)，一旦用戶的GPRS通訊設(shè)備上網(wǎng)，利用其長期在線通訊方式，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。有效解決了電力系統(tǒng)各計(jì)量點(diǎn)分布廣，點(diǎn)多分散，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[1]。

1 系統(tǒng)功能

由省級(jí)電力公司建設(shè)全省的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)立一中心服務(wù)器，并租用一條到移動(dòng)公司GPRS接入交換機(jī)的專線，通過防火墻對(duì)外界進(jìn)行隔離，確保網(wǎng)絡(luò)安全性基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)地市分級(jí)管理。各地市分公司也租用一條省移動(dòng)的專線，建立一套本地服務(wù)系統(tǒng)，處理本地采集的數(shù)據(jù)。輸配電單元在每一個(gè)需要進(jìn)行監(jiān)控的地方設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)采集器，隨時(shí)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器中，在服務(wù)器上有相應(yīng)的處理流程，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，完成對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)控，根據(jù)在線采集的信息可以實(shí)時(shí)對(duì)遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

1.1 電力用戶、設(shè)備、線路等監(jiān)控功能

電力用戶、設(shè)備、線路等監(jiān)控系統(tǒng)通過GPRS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。

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)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。

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；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；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)，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；系統(tǒng)具有對(duì)可疑電能表進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測功能，由于GPRS網(wǎng)的特點(diǎn)是永遠(yuǎn)在線，因此對(duì)電能表的實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測。具體的實(shí)現(xiàn)原理拓?fù)鋱D見后[2]。

1.2 電力短信客服實(shí)現(xiàn)的功能

通過移動(dòng)代理服務(wù)器與用電管理系統(tǒng)處于同一局域網(wǎng)中，兩者之間通過網(wǎng)線相連接。一臺(tái)管理終端用于短信服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)管理，短信編輯終端用于處理和編輯短信。移動(dòng)代理服務(wù)器與移動(dòng)的短信網(wǎng)關(guān)通過DDN專線（或者INTERNET）相連接。利用MAS（移動(dòng)代理服務(wù)器）系統(tǒng)，向用戶提供諸如停電通知、電力新政策、故障預(yù)報(bào)等信息，同時(shí)用戶也可根據(jù)自己的需要定制所需的相關(guān)內(nèi)容，如，用電量及電費(fèi)查詢、欠費(fèi)催繳、停電通知及停電信息查詢等，實(shí)現(xiàn)行業(yè)信息的良性反饋。主要有兩方面應(yīng)用：

（1）通知類應(yīng)用

辦公自動(dòng)化相關(guān)的通知類消息，主要是公告通知，郵件到達(dá)通知，事物督辦通知，項(xiàng)目管理督辦通知。通知形式可以采用SMS，WAP_PUSH，通知形式可以進(jìn)行設(shè)定，根據(jù)通知重要程度進(jìn)行設(shè)定，重要的通知采用自動(dòng)語音通知，語音通知可以查閱是否接聽了通知，并且可以設(shè)定按鍵，根據(jù)按鍵進(jìn)行回復(fù)，系統(tǒng)可以得到回復(fù)結(jié)果。辦公自動(dòng)化系統(tǒng)通過應(yīng)用拓展就可以進(jìn)行多種方式的通知。

生產(chǎn)管理系統(tǒng)的安全生產(chǎn)以及應(yīng)急處理通知，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)設(shè)定門限值，超過門限值，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行SMS以及WAP_PUSH等。

電力營配系統(tǒng)的停電通知，電費(fèi)催繳。電費(fèi)的欠費(fèi)通知，對(duì)于催繳電費(fèi)起到很大作用。

電力客戶服務(wù)系統(tǒng)的停電通知，停電信息對(duì)于電力大用戶來說非常重要，需要在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行通知。通知的方式可以進(jìn)行選擇，可以通過多種通信方式進(jìn)行通知。

（2）交互類應(yīng)用

交互類消息服務(wù)包括停電線路，停電范圍通告，電力事故緊急處理預(yù)案，用戶電費(fèi)查詢，電力緊缺指數(shù)查詢，電費(fèi)帳戶余額查詢，以往累計(jì)用電查詢。交互類消息可以通過交互式語音應(yīng)答，交互短消息，WAP方式進(jìn)行查詢，短消息方式查詢，返回結(jié)果可以通過EMAIL，SMS，WAP_PUSH等通信形式，可以通過語音查詢，email sms wap_push方式返回，查詢者可以根據(jù)需要制定通過哪一種通信方式返回查詢結(jié)果。

交互類應(yīng)用另外一類應(yīng)用主要是對(duì)于內(nèi)部工作人員工作場景變化，沒有計(jì)算機(jī)桌面和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的支持，需要專業(yè)的數(shù)據(jù)和必須的辦公通信。這種應(yīng)用主要是把內(nèi)部信息化系統(tǒng)的部分功能，通過WAP方式延伸到手機(jī)終端。延伸到手機(jī)終端的專業(yè)應(yīng)用必須符合以下條件，充分發(fā)揮手機(jī)的便攜優(yōu)勢，規(guī)避其處理，存儲(chǔ)，交互能力相對(duì)低的劣勢，把大量復(fù)雜的邏輯運(yùn)算和交互流程在計(jì)算機(jī)桌面進(jìn)行維護(hù)和整理，使用手機(jī)終端進(jìn)行必要的交互處理。例如，電力線路巡檢的人員，可以通過智能手機(jī)在野外作業(yè)的時(shí)候方便的查閱內(nèi)部系統(tǒng)的專業(yè)數(shù)據(jù)，可以通過圖文并茂的形式看到某一個(gè)地點(diǎn)的線路的專業(yè)數(shù)據(jù)，對(duì)于出現(xiàn)的一些現(xiàn)場問題進(jìn)行描述，完成野外電力巡檢。

MAS移動(dòng)代理服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖所示。

2 系統(tǒng)的安全性防范措施

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，，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；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)；數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕诔斫K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)目煽啃裕衷趦?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；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，保證抄表數(shù)據(jù)和傳送數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)束語

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)；信息化、自動(dòng)化互動(dòng)化的運(yùn)行方式和現(xiàn)代化管理可提高企業(yè)工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]韓冰，李芬華.GPRS技術(shù)在數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)，2003.

[2]隨慧斌，趙建國，王宏偉.電力系統(tǒng)中GPRS應(yīng)用的組網(wǎng)方式[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào)，2005.

作者簡介：趙軼彥（1979-）男，山西省電力公司計(jì)量中心，碩士研究生。