GPRS 抄表收費系統的分析與設計

王薇 方妮娜

摘要：電能計量是現代電力營銷系統中的一個重要環節，而傳統的電量結算是依靠人工定期到現場抄取數據的，在實時性、 準確性和應用性等方面都存在諸多不足之處。基于GPRS 與物聯網技術實現遠程智能抄表系統，采集終端的上行通信采用 ZigBee 無線傳感器網絡術，通過網絡與數據集中器進行數據交互實現電表數據的遠傳。系統具有水、電、氣等資源的自動計 量、收費及實時監控等功能，能準確實現用戶數據的采集、存儲、顯示和傳輸，運行可靠，具有很方便、實用的使用價值。 關鍵詞：GPRS遠程抄表監控系統設計

中圖分類號：TU821.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）19-0103-01

現代家庭中水、電、氣表俗稱“三表”。傳統的入戶抄表不僅給 用戶帶來了不便；而且占用大量的人力資源；造成收費難的問題； 新興的IC；卡技術；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；同時與用戶的使用信息也無法得到實時 溝通；因此智能抄表和安全監控成為行業發展的方向。要進行智能 抄表和安全監控就必須建造傳輸數據的網絡。傳統的數據傳輸主要 有數傳電臺、電話撥號、衛星通訊輔設專線等；這些傳輸方式存在 覆蓋范圍小、實時性差、投資及運行費用高等問題。GPRS；技術及 互聯網Internet；技術的發展；為工業監控、遙測遙控領域的數據 傳輸及數據網絡化管理提供了廣闊的平臺。

1 GPRS 概述

GPRS 系統基站形式覆蓋服務地域，以分組交換的方式進行無線

數據傳輸。GPRS 在數據業務的承載幫支持上具有非常明顯的優勢：更有效的利用無線網絡信道資源。因此，GPRS 特別適用于間斷的、 突發性的或頻繁的數據量傳輸。現在，全國絕大部分城市已業務，GPRS 移動數據無線通信網絡已進入穩定成熟期，因此研究開 發基于GPRS 遠傳接口的遠程自動抄收系統并使之趨于完善，已經成 為眾多生產廠商以及開發研究單位關注的重點。

2.1 系統概述

HDG521 型電能表遠程監控及抄表系統，是勝利油田恒達電氣有

限責任公司專門為電力管理部門開發的一種自動化遠程抄表系統。 該系統可實現點對點、點對多點的遠程抄表，可廣泛應用于各種儀 表及計量設備的自動化抄錄等領域。該系統較好地解決了桿上表計、偏遠地區表計和無人值守變電站內電能表的抄收問題，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確性，真正 實現自動化抄表，提高用電管理的科學水平。

2.2 工作原理

HDG521型電能表遠程監控及抄表系統是通過GPRS調制解調器，

利用GPRS 通信網絡作為通訊通道，通過安裝在各個計量監測點的電 能表遠程監控終端讀取電能表的實時數據，同時可以實現配電的監 測與控制。電能表遠程監控終端將通信網絡轉發來的抄表、報警和 控制指令進行解析，并將用戶計量終端內電能表的用電信息和電網 狀態進行回傳，由用戶控制中心對抄回的電能參數進行分類存儲， 并可進行用電量的分析、匯總、統計和查詢。

2.3 系統構成

HDG521 型電能表遠程監控及抄表系統是由用戶控制中心、GPRS

調制解調器、GPRS通信網絡、電能表遠程監控終端及電能表等構成。 其中 GPRS 網絡是指中國移動通信公司建設的覆蓋全國范圍的移動 通訊網絡，利用該網絡可以實現傳輸信號的無縫覆蓋。

3 電能表遠程監控終端的特點：

3.1 多種抄表方式可選：該套系統，可以同時兼容GPRS 移動網

絡、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 現自由切換。利用GPRS 通信網絡作為數據通訊通道，抄收數據不受 計量點距離限制。

3.1 多種抄表方式可選：該套系統，可以同時兼容GPRS 移動網

絡、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 現自由切換。利用GPRS 通信網絡作為數據通訊通道，抄收數據不受 計量點距離限制。

3.3 斷相報警：終端帶有三相電壓斷線報警功能，可通過終端 自帶的斷相報警功能，實時監測線路運行狀態，系統通過對報警信 號的識別處理，能判斷出線路故障的具體方位，檢修人員可以在最 短的時間內到達事故現場進行維修（如下圖：當E 點發回報警信號， 而其它點沒有發回報警信號時，就可判斷是 EG 這條線路發生了故障）。斷相報警功能在第一時間內將報警信息自動上報管理中心和值 班人員手機，及時發現變壓器、線路被盜等行為，避免經濟損失。

4 采用GPRS 遠程監控及抄表系統的優越性

4.1 實現了計量儀表的網絡化、在線管理，提高了防竊電能力。

電能計量及電參數實時監測系統 GPRS 網絡抄表系統由主站和 GPRS 通信終端共同組成無線局域網。每個終端上電后，自動登陸主站網 絡。主站可以通過點對點方式單獨和某一只表通信，也可以通過點 對多點的廣播方式抄收全部表計，同時，還可以設定定時抄表功能。 GPRS 網絡在電力遠程抄表上的成功應用，使得各種場合下的各類計 量儀表（無論是遠的，還是近的）都變成了主站無線局域網的一個 子站，抄收數據和遠程控制就象上網瀏覽網頁一樣簡單，且實時性 強，隨時響應主站的召喚，讀取各種用電信息。

4.2 無線通信方式，網絡覆蓋面廣，投資較少，易于維護。GPRS 網絡抄表系統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，可以安裝在網絡 所能覆蓋到的任何地方，網絡覆蓋面廣，系統容量大。

4.3 數據傳輸安全、準確、高速、可靠。由于采用移動公司APN 專用網，因此，隔離了外部網絡用戶的非法侵入系統和數據的安全 性得到了保證。數據傳輸采用TCP/IP 協議，由于TCP 協議是面向連 接的傳輸控制層協議，其內部規定了嚴格的校驗、糾錯等控制機制， 因此數據傳輸是準確的。

4.4 終端穩定適用泛圍廣。系統硬件采用工業級器件，性能可 靠，功能強大。監控終端定時抄錄并保存電能表 660 次抄錄紀錄， 解決了GPRS 網絡故障不能抄錄即時電能數據的問題，并且方便用戶 查詢歷史電能數據。該系統終端通信波特率可以根據多功能電表實 際情況遠程設置，同一個終端可以抄收不同波特率，不同協議的多 功能表

4.5 遠程控制高壓計量箱的應用。

該計量箱可實現遠程預付費控制，可自動或手動接入和切除用

電負荷，配合上位機程序的設置，可實現電量報警、自動保電、斷 電跳閘、預付費等功能。實現對部分用戶負荷的遠程可控，并有利 于電力調度人員對負荷進行實時調配。

4.6 網絡發布系統方便管理人員查看電量。網絡發布系統由網 絡發布服務器和客戶端組成。網絡發布服務器為專業數據服務器， 可有效保證電量數據安全，配套網頁發布軟件可實現多個客戶端的 訪問。

5 結束語

綜上所述，本系統是將非電量檢測技術、無線數字傳輸技術、

計算機網絡技術、信息安全技術和軟件技術融于一體的高新技術產 品，應用且獨立于水、電、煤氣主干網上計量器具計量數據信息的 提取和數據管理，提高了該行業的信息化管理水平，改變水、電、 煤氣的管理現狀；解決目前抄表難度大、勞動強度高等問題，特別 是解決管理系統中一直難以解決的高可靠性、高準確性和低功耗問 題。通過擴展煤氣泄漏監控報警、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際需求。

參考文獻

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清華大學出版社，2005（end）

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