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G300型GPRS模块在电力抄表系统中的应用

 
    挨家挨户敲门查电表的方式,无论是对敲门的人来讲,还是对被敲门的人来讲,都是一件麻烦的事情。现在已有许多住宅用户都用上了预付费电卡,省去了查表的麻烦,但对电力部门来说,数据统计和实时监测仍然是一个有待解决的问题。

一、方案介绍

    民用电表采集的电力系统数据实时传递到地、市、省级的集中监控中心,以实现对电力监测设备的统一监控和分布式管理。GPRS网络可为电力系统提供简单高效的通信移动GPRS网络系统。

    中国移动GPRS系统可提供广域的无线IP连接。在移动通信公司的GPRS业务平台上构建电力远程抄表系统,实现电表数据的无线数据传输,具有可充分利用现有网络,缩短建设周期,降低建设成本的优点,而且设备安装方便、维护简单。GPRS电力远程抄表系统由位于电力局的配电中心和位于居民小区的电表数据采集点组成,利用中国移动现有的GPRS/GSM网络,电表数据通过中国移动的GPRS/GSM网络进行传输。居民小区的所有电表首先连接到电表集中器,居民用户的用电数据由付费电表通过485传到电表集中器,电表集中器通过RS232口与GPRS透明数据传输终端连接,电表数据经过协议封装后发送到中国移动的GPRS数据网络,通过GPRS数据网络将数据传送至配电数据中心,实现电表数据和数据中心系统的实时在线连接。

二、方案优点

    (1)、实时性强:

    由于GPRS具有实时在线特性,系统无时延,无需轮询就可以同步接收、处理多个/所有数据采集点的数据。可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。

    (2)、可对电表设备进行远程控制:

    通过GPRS双向系统还可实现对电表设备进行远程控制,进行参数调整、开关等控制操作。

    (3)、建设成本低:

    由于采用GPRS的无线公网平台,只需安装好设备就可以,不需要为远程抄表进行专门布线,前期投资少、见效快,后期升级、维护成本低。

    GPRS覆盖范围广,在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内,都可以完成对集抄的控制和管理。而且,扩容无限制,接入地点无限制,能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。

    (5)、系统的传输容量大:

    配电数据中心要和每一个电表数据采集点保持实时连接。由于电表数据采集点数量众多,系统要求能满足突发性数据传输的需要,而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据传输的需要。

    (6)、数据传送速率高:

    每个电表数据采集点每次数据传输量在10Kbps之内。GPRS网络传送速率理论上可达171.2kbit/s,目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右,完全能满足本系统数据传输速率(≥10Kbps)的需求。

    (7)、通信费用低:采用包月计费方式,运营成本低。

三、系统构建

    为了下面叙述的方便,暂且称监控中心为主站,各个电表数据采集点称为分站,分站用北京捷麦通信器材有限公司提供的G300GPRS模块与仪表相连构成一个抄表点,主站也用一个G300GPRS模块,分站G300采用透明传输隐含方式一,主站G300GPRS模块采用透明传输隐含方式二,这样,主站与分站之间通讯网络已经构成。

    具体系统框图如下:

系统框图

1、系统组成

    a、电表数据采集点:

    电表数据采集点位于居民小区的信息中心,居民用户的用电数据由付费电表首先通过RS485接口与双绞线连接到位于小区信息中心的电表集中器,电表集中器再通过RS232接口与GPRS透明数据传输终端相连。通过GPRS透明数据传输终端内置嵌入式处理器对数据进行处理、协议封装后发送到GSM网络,通过GPRS网络传送至电力公司数据中心电力远程抄表系统,实现电表数据和数据中心系统的实时在线连接。

    电表集中器通过RS485接口直接连接到电表上,既可支持单个电表,也可以同时支持多个电表,实现对电表参数的采集、存储、预处理或并将采集到的电表数据实时传送到配电中心;同时,电表集中器还可将配电中心发送的遥控指令传给电表控制模块,对电表进行控制操作。

    b、监控中心:

    监控中心也即上面所称的主站,主站采用G300GPRS模块,用于接收现场所采集到的表盘信息,并且把相关信息通过串口传输给计算机。主机可进行业务管理和计费管理,对电力数据进行校验、计算、存储、分析、管理等,可对异常情况进行告警,同时对用户使用情况实时监控,保证电力局的合法收益。

    c、GPRS/GSM移动数据传输网络:

    电表集中器采集的数据经GSM网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理,转换成在公网数据传送的格式,通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输,最后传输到主站的G300模块。

2、系统方案

    各电表使用GPRS透明数据传输终端,通过移动的GPRS网络与主站相连。

    电表使用移动通信公司普通的SIM卡。各电表数据采集点运行系统软件,支持24小时实时在线,实现信息采集点24小时传送采集的电表数据。

    凡电力局授权的信息采集点均可以使用本系统:

    a、无线通讯终端设备使用北京捷麦通信器材有限公司提供的G300GPRS模块移动数据通信终端。

    b、用户登记:符合电力局的规定。

    推荐省级配电中心通过公网使用VPN接入到移动GPRS网,这种方式成本比较低,安全性比较高,而且速度和网络服务质量都保障;也可以通过GPRS专线接入到移动GPRS网,这种方式成本高,安全性高、稳定可靠。

    由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络,配电中心计算机主机配置固定的IP地址,各个电表数据采集点采用GPRS模块和该主机进行通信。

3、产品特性

    系统采用G300 GPRS无线透明数据传输终端。产品基于中国移动的GPRS网络,具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点,提供标准232数据接口可直接与计算机、RTU、PLC、GPS接收机、数码相机、数据终端等连接,传输速率达171Kbps,具有远程诊断、测试、监管功能,满足各行业调度或控制中心与众多远端站之间的数据采集和控制。

    a、支持900/1800MHz双频GPRS。

    b、接口: RS232、RS485、TTL。

    c、系统理论传输速率171Kbps,实际传输速率40Kbps。

    d、支持Windows95/98/2000/XP/LINUX操作系统。

    e、透明数据传输:G300GPRS模块内嵌TCP/IP协议,为用户的数据设备提供透明传输通道;

四、结论

    对于电力部门来说,远程变电站抄表一直是一件非常头疼的事情,需要投入大量的人力、物力和财力。因为变电站数量众多,地理位置分散,给工作人员带来极大的不便。电力公司也可利用GPRS移动数据网络对各重要电力节点进行监控,自动读取相关数据并加以分析,还可进一步进行远程控制或设备维护,可减少人力资源、缩短修护时间并节省专线建设成本。
 
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