GPRS技术在电力远程抄表系统中的应用.doc

GPRS技术在电力远程抄表系统中的应用 韩晓萍 邵宏强 李佰国 (山东大学电气工程学院，济南250061)(山东许继科华自动化技术有限公司，济南250061) 摘要：提出了一种基于GPRS通讯技术的电力远程抄表系统，详细介绍了该抄表系统的工作原理及软、硬件结构设计。系统的基本设计思想是将GPRS终端经由GPRS网接入Intemet，通过设置Intemet中通信中心服务器与客户端服务器之间的通讯协议，实现终端与客户端的信息交换。在山东电网的试运行表明该系统具有良好的技术特性：数据流量达到500k一600kBytes／min，通讯可靠率大于93％ ，通讯速率达到5 4kbps～114kbps，系统误码率低于0．1％。该系统及其先进技术可在电网抄表领域获得广泛应用。 关键词：GPRS技术；远程抄表；无线通讯 1 引 言 迄今为止，我国电力远程抄表系统已历经了数代产品，系统水平的提高主要在于其通讯技术的改进。目前应用较多的几种远程抄表系统的通讯方式有：专用数据通讯线路、电力线载波及无线通讯方式。采用专用通讯线路，数据传输质量及速度都比较高，但是投资十分巨大，对于大面积的表计抄收无论是对供电方还是对用户来说都是难以承受的。电力线载波抄表在国外应用比较广泛，但在国内始终没有得到大范围应用，其主要原因是我国的电网污染比较严重，在数据传送过程中，经常出现错码、丢码的情况，使数据出现较大误差。在表计或集中器布局分散的场合适宜采用无线通讯方式，目前较前沿的无线通讯方式有：利用商业通讯网络GSM或GPRS无线上网通讯。众所周知，GSM是一个覆盖全国乃至全球的商业通讯网络，网络可靠，覆盖范围广，无通讯盲点。但GSM网络通讯的不足之处在于：实时性差、通信流量较小，不适宜大数据量通讯。为解决这个问题，我们拓展开发了基于GPRS通讯的电力抄表系统。GPRS是一种新兴的无线上网通讯技术，其原理是利用GSM网络引人数据分组交换功能进行数据传送。它不但集中了其他几种无线通讯方式的优点，由于可与分组数据网直接互通，有效提高了数据传输速度和数据流量。此外，应用GPRS通讯还可以实现抄表系统的实时在线。 2 GPRS通讯技术 GPRS是通用无线分组业务的缩写(GeneralPacket Radio System)，是介于移动通信第二代和第三代技术之间的一种过渡形式，通常称为2．5c，目前通过升级GSM网络实现。它是一个混合体，采用TDMA方式传输语音，采用分组的方式传输数据。GPRS提供端到端的、广域的无线IP连接，采用信道捆绑和增强数据速率改进而实现了高速接人，使无线资源得到充分利用。目前第一代GPRS技术可以实现在一个载频或8个信道中实现捆绑，将每个信道的传输速率提高到14，4Kbps，因此GPRS通讯方式的最大速率是8×14，4=115，2Kbps：GPRS发展的第二步是通过增强数据速率改进(EDGE)将每个信道的速率提高到48Kbps，因此第二代的GPRS设计速率为384Kbps。它更适合于大多数的数据业务，如移动办公室，Interact接人等。GPRS通讯方式的主要优点表现在： (1)瞬间上网。GPRS的用户一开机，就始终附着在GPRS网络上，每次使用时只需一个激活的过程，一般只需要2—3秒的时间马上就能登录至互联网，通讯网络的建立过程十分迅速。 (2)永远在线。GPRS由于使用了数据分组技术，用户上网可以避免断线情况的出现，由此保证GPRS永远在线。只要用户的GPRS“手机”处于开机状态，就一直与移动GPRS网络联通。 (3)快速传输。GPRS由于采用了经济高效的数据分组交换技术，数据封装在每个分组上网发送，发送后不需要此容量时就立即释放，提供了即时连接和高速接人，可使无线网络传输速率达到56Kbps-114Kbps，这样的通讯速度完全可以和专用通讯线路方式相媲美。 (4)数据吞吐量大。GPRS所提供的数据速率取决于所采用的编码方案，高的传输速率保证了大的数据流量。GPRS上网传输数据吞吐量可高达115Kbit／s。 (5)按量计费。GPRS技术是一种面向非连接的技术，用户虽然可以总挂在网上，但按实际通信流量计费。这种计费方式尤其适合于电表抄收这种间断性数据传递，可以大大降低通信费用。 3 抄表系统GPRS通信系统结构设计 在我们研制开发的抄表系统中，根据现场设备多而布局分散，抄收数据流量大的特点，在通讯部分应用了GPRS通讯技术。设计思路是将GPRS终端经由GPRS网接人Interact，通过设置Interact中的通信中心服务器与客户端服务器通讯，实现终端与客户端的信息传递交换。抄表系统中采用GPRS通讯方式，关键的问题是采集终端的GPRS通讯模块和抄表主站系统通讯模块之间通道的建立。在GPR通讯方式下，通讯模块连接到Interact上时，分配到的I