GPRS電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)應(yīng)用方案
 
GPRS電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)應(yīng)用方案
挨家挨戶敲門查電表的方式，無論是對敲門的人來講，還是對被敲門的人來講，都是一件麻煩

的事情?，F(xiàn)在已有許多住宅用戶都用上了預(yù)付費(fèi)電卡，省去了查表的麻煩，但對電力部門來說

，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和實(shí)時(shí)監(jiān)測仍然是一個(gè)有待解決的問題。
一、 方案介紹
通過中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，電力部門可將工業(yè)和民用電表采集的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞到

地、市、省級的集中監(jiān)控中心，以實(shí)現(xiàn)對電力監(jiān)測設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)控和分布式管理。GPRS網(wǎng)絡(luò)可

為電力系統(tǒng)提供了簡單高效的通信傳輸手段。 
中國移動GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺上構(gòu)建電力遠(yuǎn)程

抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的無線數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)

成本的優(yōu)點(diǎn)，而且設(shè)備安裝方便、維護(hù)簡單。 
GPRS電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)由位于電力局的配電中心和位于居民小區(qū)的電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)組成，利用

中國移動現(xiàn)有的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)，電表數(shù)據(jù)通過中國移動的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。居民小區(qū)的

所有電表首先連接到電表集中器，居民用戶的用電數(shù)據(jù)由復(fù)費(fèi)率電表通過485傳到電表集中器

，電表集中器通過RS232口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端連接，電表數(shù)據(jù)經(jīng)過協(xié)議封裝后發(fā)送到中

國移動的GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至配電數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)

中心系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線連接。
二、 方案優(yōu)點(diǎn)
GPRS無線電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)具備如下特點(diǎn)： 
1、實(shí)時(shí)性強(qiáng)： 
由于GPRS具有實(shí)時(shí)在線特性，系統(tǒng)無時(shí)延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個(gè)/所有數(shù)據(jù)采

集點(diǎn)的數(shù)據(jù)。可很好的滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。 
2、可對電表設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制：
通過GPRS雙向系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)對電表設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整、開關(guān)等控制操作。 
3、建設(shè)成本少低： 
由于采用GPRS的無線公網(wǎng)平臺，只需安裝好設(shè)備就可以，不需要為遠(yuǎn)程抄表進(jìn)行專門布線，前

期投資少、見效快，后期升級、維護(hù)成本低； 
4、集抄范圍廣： 
GPRS覆蓋范圍廣，在無線GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以完成對集抄的控制和管理。而

且，擴(kuò)容無限制，接入地點(diǎn)無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。 
5、系統(tǒng)的傳輸容量大： 
配電數(shù)據(jù)中心要和每一個(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)保持實(shí)時(shí)連接。由于電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)量眾多，系統(tǒng)

要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，而GPRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。 
6、數(shù)據(jù)傳送速率高： 
每個(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)每次數(shù)據(jù)傳輸量在10Kbps之內(nèi)。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達(dá)

171.2kbit/s，目前GPRS實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（

≥10Kbps）的需求。 
7、通信費(fèi)用低：采用包月計(jì)費(fèi)方式，運(yùn)營成本低。 
三、 系統(tǒng)構(gòu)建
由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)配置固定的IP地址，各

個(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用GPRS模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。
（一）系統(tǒng)組成
1、電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)： 電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)位于居民小區(qū)的信息中心，居民用戶的用電數(shù)據(jù)由復(fù)費(fèi)

率電表首先通過RS485接口通過雙絞線連接到位于小區(qū)信息中心的電表集中器，電表集中器再

通過RS232接口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端相連。通過GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置嵌入式處理器

對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GSM網(wǎng)絡(luò)，通過 GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送至電力公司數(shù)據(jù)中心電力遠(yuǎn)

程抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線連接。 
電表集中器通過RS485接口直接連接到電表上，既可支持單個(gè)電表，也可以同時(shí)支持多個(gè)電表

，實(shí)現(xiàn)對電表參數(shù)的采集、存儲、預(yù)處理或并將采集到的電表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到配電中心；同時(shí)

，電表集中器還可將配電中心發(fā)送的遙控指令傳給電表控制模塊，對電表進(jìn)行控制操作。 
2、配電中心 
配電中心服務(wù)器申請配置固定IP地址，采用省移動通信公司提供的DDN專線，與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連

。由于DDN專線可提供較高的帶寬，當(dāng)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求

。 
配電中心RADIUS服務(wù)器接受到GPRS網(wǎng)絡(luò)傳來的數(shù)據(jù)后先進(jìn)行AAA認(rèn)證，后傳送到配電中心計(jì)算

機(jī)主機(jī)，通過系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行還原顯示，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 
配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)可進(jìn)行業(yè)務(wù)管理和計(jì)費(fèi)管理，對電力數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、計(jì)算、存儲、分析、

管理等，可對異常情況進(jìn)行告警，同時(shí)對用戶使用情況實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證電力局的合法收益。

3、GPRS/GSM移動數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)： 
電表集中器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)

數(shù)據(jù)傳送的格式，通過中國移動的GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，最終傳送到配電中心IP地址。

由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)配置固定的IP地址，各

個(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用GPRS模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。
（二）系統(tǒng)方案 
各電表使用GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端，通過移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)與配電中心相連。 
電表使用移動通信公司統(tǒng)一的STK卡，同時(shí)配電中心對各電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)進(jìn)行登記，保存相關(guān)

資料以便識別和維護(hù)處理。各電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)運(yùn)行系統(tǒng)軟件，支持24小時(shí)實(shí)時(shí)在線，實(shí)現(xiàn)信息

采集點(diǎn)24小時(shí)傳送采集的電表數(shù)據(jù)。 
凡電力局授權(quán)的信息采集點(diǎn)均可以使用本系統(tǒng)： 
1、電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)必須使用移動統(tǒng)一的STK卡，用戶使用本卡只能用于與配電中心的數(shù)據(jù)通信

功能。 
2、無線通訊終端設(shè)備使用廈門宇能科技有限公司提供的GPRS移動數(shù)據(jù)通信終端。 
3、用戶登記：符合電力局的規(guī)定。
推薦省級配電中心通過公網(wǎng)使用VPN接入到移動GPRS網(wǎng)，這種方式成本比較低，安全性比較高

，而且速度和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量都保障；也可以通過GPRS專線接入到移動GPRS網(wǎng)，這種方式成本高

，安全性高、穩(wěn)定可靠。 
由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)配置固定的IP地址，各

個(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用GPRS模塊和該主機(jī)進(jìn)行通信。
（三）產(chǎn)品特性 
系統(tǒng)采用YN2200 系列GPRS無線透明數(shù)據(jù)傳輸終端。產(chǎn)品基于中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)，具有高性

能、高可靠及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，提供標(biāo)準(zhǔn)232數(shù)據(jù)口可直接與計(jì)算機(jī)、RTU、PLC、GPS接收

機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)據(jù)終端等連接，傳輸速率達(dá)171Kbps，具有遠(yuǎn)程診斷、測試、監(jiān)管功能，滿

足各行業(yè)調(diào)度或控制中心與眾多遠(yuǎn)端站之間的數(shù)據(jù)采集和控制。 
1、支持900／1800／1900MHz三頻GSM/GPRS。
2、接口： RS232、RS485、TTL。
3、系統(tǒng)理論傳輸速率171Kbps，實(shí)際傳輸速率40Kbps。 
4、支持Windows95/98/2000/XP/LINUX操作系統(tǒng)。
5、透明數(shù)據(jù)傳輸：YN2200EP-DTU內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議，為用戶的數(shù)據(jù)設(shè)備提供透明傳輸通道；
6、自動撥號連接：YN2200-DTU可配置上電自動撥號上網(wǎng)、連接網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)支持用戶端發(fā)起命

令連接或遠(yuǎn)程喚醒連接；
7、短信息備用數(shù)據(jù)通道：在GPRS網(wǎng)絡(luò)無法連接時(shí)可啟用短信作為備用數(shù)據(jù)傳輸通道；
8、短信息遠(yuǎn)程維護(hù)功能；
9、實(shí)時(shí)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)連接情況，掉線自動重?fù)芄δ埽?
10、提供主副IP及動態(tài)域名解析；
11、心跳報(bào)告時(shí)間間隔用戶可設(shè)定；
12、數(shù)據(jù)通信幀長度用戶可設(shè)定；
13、支持VPN安全功能。 
14、安裝靈活、使用方便、可靠。
（四）安全措施 
由于電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的特殊性，本系統(tǒng)需要極高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性。安全保障主要是

防止來自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無意的破環(huán)，穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時(shí)不間斷運(yùn)行，即使出現(xiàn)

硬件和軟件故障，系統(tǒng)也不能中斷運(yùn)行。 
1、APN專網(wǎng)模式：利用SIM卡的唯一性，劃定用戶可接入某系統(tǒng)的范圍，可以有效避免非法入

侵。采用中國移動分配的專門的APN進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)接入，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對SIM卡和APN進(jìn)行綁定，只

有屬于指定行業(yè)的SIM卡才能訪問專用APN。普通手機(jī)號的GPRS終端無法呼叫專門的APN。 
2、對于特定用戶，可通過數(shù)據(jù)中心給每個(gè)移動終端分配特定的用戶ID和密碼， 其他沒有數(shù)據(jù)

中心分配的用戶ID和密碼的移動終端將無法登錄進(jìn)入系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強(qiáng)。 
3、安全的防火墻過濾，設(shè)置防火墻軟件保障系統(tǒng)安全。
四、 結(jié)論
對于電力部門來說，遠(yuǎn)程變電站抄表一直是一件非常頭疼的事情，需要投入大量的人力、物力

和財(cái)力。因?yàn)樽冸娬緮?shù)量眾多，地理位置分散，給工作人員帶來極大的不方便。電力公司也可

利用GPRS移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)對各重要電力節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控,自動讀取相關(guān)數(shù)據(jù)并加以分析，還可進(jìn)一

步進(jìn)行遠(yuǎn)程控制或設(shè)備維護(hù)，可減少人力資源、縮短修護(hù)時(shí)間并節(jié)省專線建設(shè)成本。