一、系統(tǒng)概述

　　隨著無線通信數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，無線遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表已成為發(fā)展的必然趨勢(shì)，其應(yīng)用領(lǐng)域 極為廣闊。目前，基于儀表分布點(diǎn)多面廣，其遠(yuǎn)程抄表大多仍沿用有線傳輸方式，線路維護(hù)量很大。由于電話線公用，通訊時(shí)經(jīng)常發(fā)生沖突，既影響了數(shù)據(jù)的傳輸也對(duì)電調(diào)部門的正常工作造成了干擾，并且此種方式對(duì)通訊部門程控交換機(jī)正常、穩(wěn)定的運(yùn)行也有一定的影響。為保證傳輸質(zhì)量，若采用專線方式，投資成本太高;采用中國移動(dòng) GSM 無線數(shù)字網(wǎng)的通訊方式，很好 地解決了遠(yuǎn)程抄表數(shù)傳路由的瓶頸問題。

　　GPRS 電表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)是廈門桑榮科技有限公司和系統(tǒng)集成商合作開發(fā)的基于GPRS技 術(shù)的用電管理自動(dòng)抄表系統(tǒng)。它由電度表、帶GPRS通訊模塊的采集器和服務(wù)器組成。采集器 實(shí)時(shí)采集用戶的用電數(shù)據(jù)，通過GPRS把數(shù)據(jù)匯集到服務(wù)器。具有采集數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確，能快速生成用電統(tǒng)計(jì)分析,交費(fèi)單據(jù)等特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的人工抄表、電話線抄表相比，極大地提高了效率。

　　本系統(tǒng)除了準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)抄表外，還提供了設(shè)備管理功能，如告警：開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過載告警等;控制：對(duì)欠費(fèi)用戶進(jìn)行拉閘等。并提供停電數(shù)據(jù)保護(hù)功能，在停電 48——72 小時(shí)內(nèi)仍可抄表和監(jiān)控。本系統(tǒng)結(jié)合移動(dòng)公司的短信平臺(tái)，在告警時(shí)，可根據(jù)具體內(nèi)容發(fā)短信給相關(guān)的管理人員。

　　本系統(tǒng)提供豐富的接口，可與電業(yè)系統(tǒng)的MIS系統(tǒng)鏈接或進(jìn)行二次開發(fā)。

　　抄表軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫為ORACLE數(shù)據(jù)庫，運(yùn)行于WIN98/2000/XP、NT的操作系統(tǒng)，易于使用。軟件所能管理的用戶數(shù)量沒有限制。

　　二、 系統(tǒng)組成

　　本系統(tǒng)由帶系統(tǒng)軟件的主站、帶 GPRS 模塊的采集器、電度表組成。手持終端是本系統(tǒng)的補(bǔ)充，在系統(tǒng)出現(xiàn)意外時(shí)進(jìn)行人工抄表。

　　主站：運(yùn)行集中抄表系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)(服務(wù)器或PC機(jī))稱為主站，主站通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與采集器相連。主站要配置一個(gè)固定的IP地址和互聯(lián)網(wǎng)出口。

　　帶GPRS模塊的采集器：收集電表數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)中心，它連接主站和電度表。

　　電度表：計(jì)量并顯示用戶的用電情況，將用電信息傳輸?shù)紾PRS采集器。

　　這三個(gè)主要的組成部份是相互關(guān)聯(lián)的主從關(guān)系。整個(gè)結(jié)構(gòu)如圖所示：

　　根據(jù)抄表對(duì)向的不同我們?cè)O(shè)計(jì)以下三種抄表模式：

　　2.1 居民用戶抄表系統(tǒng)

　　1、電表：1.0 級(jí)單相靜止式(電子式)電度表，具有光耦脈沖輸出功能。

　　2、帶 GPRS 功能的采集器(內(nèi)置 Saro-3130P 的 GPRS-DTU)：

　　(1)24 個(gè) I/O 口，可帶 24 戶電度表

　　(2)停電數(shù)據(jù)保護(hù)

　　(3)帶后備電源，停電后仍可抄表

　　3、抄表內(nèi)容：

　　(1)電量

　　(2)其他

　　4、抄表形式：

　　(1)自動(dòng)抄表

　　(2)定時(shí)上報(bào)

　　(3)實(shí)時(shí)查詢

　　5、告警內(nèi)容：

　　(1)開箱告警

　　(2)停電告警

　　1、可增加遠(yuǎn)程控制拉閘功能，電能表要增加內(nèi)置繼電器。

　　2、技術(shù)指標(biāo)：

　　(1)系統(tǒng)容量：

　　采集器容量：最多接 24 塊電表;

　　系統(tǒng)容量：原則上不受限制，實(shí)際可根據(jù)需要和主站電腦的容量確定;

　　(2) 通信距離：

　　采集器與電表：采用雙芯多股線，對(duì)于機(jī)械表，距離≤500m;對(duì)于電子式電表， 距離≤50m。

　　主站與采集器：采用 GPRS 網(wǎng)絡(luò)作為通信介質(zhì)，距離不受限制;

　　(3)通信成功率：

　　主站與采集器之間，采用基于可靠連接的 TCP/IP 協(xié)議，通信成功率為 100%。

　　2.2 大集團(tuán)用戶抄表系統(tǒng)

　　1、電表：A)三相有功無功多功能表，有功 0.5 級(jí)、無功 2 級(jí)，具有 RS-485 通訊接口，電力部 DL/T645 通訊規(guī)約?；蛘呤褂茫築)三相有功復(fù)費(fèi)率表，有功 1 級(jí)，具有 RS-485 通訊接口，電力部 DL/T645 通訊規(guī)約。實(shí)現(xiàn)電能量(有功、無功)的計(jì)量和功率因數(shù)、電壓、電流、頻率等參數(shù)的測(cè)量。

　　2、帶 GPRS 功能的采集器(內(nèi)置 Saro-3130P 的 GPRS-DTU)：

　　(1)帶一個(gè)與電能表通訊的 RS-485 接口，一個(gè)與主站系統(tǒng)通信的 GPRS 接口，三個(gè)用于報(bào)警監(jiān)測(cè)的開關(guān)量輸入口和三個(gè)用于遠(yuǎn)程控制的模擬量輸出口。

　　(2)支持部標(biāo)通信規(guī)約

　　(3)停電數(shù)據(jù)保護(hù)

　　(4)控制輸出(用于遠(yuǎn)程控制拉閘或其他功能)

　　(5)帶后備電源，停電后仍可抄表

　　3、系統(tǒng)功能

　　(1)設(shè)置電能表的參數(shù)，讀取各種計(jì)量和管理數(shù)據(jù);

　　(2)抄表數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、查詢、備份、報(bào)表、圖表生成;

　　(3)廠站管理;

　　(4)自動(dòng)抄表、定時(shí)上報(bào)、實(shí)時(shí)查詢等;

　　(5)掉電數(shù)據(jù)保存;

　　(6)瞬時(shí)量數(shù)據(jù)的綜合處理;

　　(7)系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份、存檔和向外輸出數(shù)據(jù);

　　(8)歷史數(shù)據(jù)事件記錄功能;

　　(9)實(shí)時(shí)報(bào)警;

　　(10)根據(jù)線路上的表計(jì)關(guān)系計(jì)算線路損耗;

　　(11)可提供多路模擬量、開關(guān)量輸入，實(shí)現(xiàn)開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過壓告警、過流告警、過載告警、傾斜或移動(dòng)報(bào)警等其他功能;

　　(12)遠(yuǎn)程控制斷電功能;

　　(13)采集的參數(shù)豐富，如：

　　◆ 當(dāng)前、上月、正向有功、反向有功、無功四象限的總及尖、峰、平、谷四費(fèi)率電量;

　　◆ 正向、反向、有功、無功的最大需量及最大需量發(fā)生時(shí)間;

　　◆ 有功功率、無功功率、三相電壓、三相電流、功率因數(shù);

　　◆ 感想失壓累計(jì)次數(shù)、失壓累計(jì)時(shí)間、集抄器停電起止時(shí)間等;

　　◆ 單位時(shí)間負(fù)荷曲線、三相電流曲線、三相電壓曲線、有功功率曲線、無功功率曲線、功率因數(shù)曲線。

　　7、技術(shù)指標(biāo)：

　　(1)系統(tǒng)容量：

　　采集器容量：最多接 255 塊電表;

　　系統(tǒng)容量：原則上不受限制每表一號(hào)，實(shí)際可根據(jù)需要和主站電腦的容量確定;

　　(2)通信距離：

　　采集器與電表：采用 RS-485 接口及屏蔽雙絞線，距離≤500m。主站與采集器：采用 GPRS網(wǎng)絡(luò)作為通信介質(zhì)，距離不受限制;

　　(3)通信成功率:

　　主站與采集器之間，采用基于可靠連接的 TCP/IP 協(xié)議，通信成功率為 100%;

　　(4)完全符合 IEC1107 標(biāo)準(zhǔn)及國電公司 DL/T645《多功能電能表通訊規(guī)約》;

　　(5)工作電源：交流 220V±20%，50Hz;

　　(6)通信速率：1200bps～33.6kbps;

　　(7)采集器功耗：≤1.5W

　　(8)工作環(huán)境條件：溫度：-10℃～50℃，相對(duì)濕度：≤90%;

　　(9)耐壓強(qiáng)度：2KV;絕緣電阻：2M 歐姆;

　　(10)電表數(shù)據(jù)抄收率、可靠性和讀數(shù)準(zhǔn)確率達(dá)到 100%。

　　2.3 變電站抄表系統(tǒng)

　　1、電表：三相有功無功多功能表。

　　2、帶 GPRS 功能的采集器(內(nèi)置型號(hào)為 Saro-3150P的 GPRS DTU)：

　　(1)帶一個(gè)485口，三個(gè)開關(guān)量和三個(gè)模擬量;

　　(2)支持部標(biāo)通信規(guī)約;

　　(3)停電數(shù)據(jù)保護(hù);

　　(4)控制輸出;

　　(5)帶后備電源，停電后仍可抄表。

　　3、抄表內(nèi)容：

　　(1)電壓、電流;

　　(2)有功正、反向分時(shí)電量;無功四象限分時(shí)電量;

　　(3)有功正、反向分時(shí)最大需量及發(fā)生時(shí)間;

　　(4)無功正、反向分時(shí)最大需量及發(fā)生時(shí)間;

　　(5)斷相時(shí)間、次數(shù)及斷相期間用電量;

　　(6)負(fù)荷曲線。

　　4、抄表形式：

　　(1)自動(dòng)抄表;

　　(2)定時(shí)上報(bào);

　　(3)實(shí)時(shí)查詢。

　　5、告警內(nèi)容：

　　(1)開箱告警;

　　(2)停電告警;

　　(3)逆相告警;

　　(4)超溫告警;

　　(5)過壓告警;

　　(6)過流告警;

　　(7)過載告警;

　　(8)傾斜或移動(dòng)報(bào)警等其他功能。

　　6、技術(shù)指標(biāo)：

　　(1)系統(tǒng)容量：

　　采集器容量：最多接 255 塊電表;

　　系統(tǒng)容量：原則上不受限制每表一號(hào)，實(shí)際可根據(jù)需要和主站電腦的容量確定;

　　(2)通信距離：

　　采集器與電表：采用 RS-485 接口及屏蔽雙絞線，距離≤500m。主站與采集器：采用 GPRS 網(wǎng)絡(luò)作為通信介質(zhì)，距離不受限制;

　　(3)通信成功率：

　　主站與采集器之間，采用基于可靠連接的 TCP/IP 協(xié)議，通信成功率為 100%。

　　2.4 系統(tǒng)軟件

　　GPRS 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的核心部分是系統(tǒng)軟件，它遵循 DL/T645 部標(biāo)通訊規(guī)約，并有擴(kuò)展性。

　　抄表軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫為ORACLE數(shù)據(jù)庫，運(yùn)行于WIN98/2000/XP、NT的操作系統(tǒng)，易于使用。軟件所能管理的用戶數(shù)量沒有限制。

　　系統(tǒng)的功能與特點(diǎn)有：

　　(一)安全可靠：安全性由三方面構(gòu)成：第一，ORACLE數(shù)據(jù)庫是大型的、多用戶的數(shù)據(jù)庫，它的安全性高，允許多用戶同時(shí)使用同一數(shù)據(jù)庫而不會(huì)破壞完整性，用它來做抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)引擎可以保證數(shù)據(jù)的安全;第二，系統(tǒng)對(duì)用戶實(shí)現(xiàn)分級(jí)授權(quán)管理功能，通過檢查使用者的名字和授權(quán)密碼，賦予使用者相應(yīng)的操作權(quán)，借鑒銀行系統(tǒng)的密碼管理模式限制無關(guān)人員改變數(shù)據(jù)庫和硬件設(shè)置。第三，防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能，防備系統(tǒng)受到人為的惡意攻擊，數(shù)據(jù)備份功能確保在硬件系統(tǒng)故障時(shí)，也能隨時(shí)在新的硬件設(shè)備上數(shù)據(jù)無丟失地啟動(dòng)抄表系統(tǒng)。

　　(二)完善的系統(tǒng)日志：系統(tǒng)日志記錄了進(jìn)入系統(tǒng)，離開系統(tǒng)，收費(fèi)，設(shè)置硬件，改變運(yùn)行參數(shù)操作等及操作者，操作時(shí)間，凡是改變數(shù)據(jù)庫的操作都被記錄下來。

　　(三)抄表速度快：抄表快、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，抄表時(shí)PC機(jī)只讀采集器的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸采用1200波特率，傳輸速度快，并對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)塊都有效驗(yàn)碼，保證了傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

　　(四)廣播對(duì)時(shí)功能：該功能使得系統(tǒng)中的所有電能表的時(shí)間基準(zhǔn)與PC機(jī)保持一致，對(duì)時(shí)成功后，由電池供電的電能表內(nèi)部時(shí)鐘，不再需要PC機(jī)的干預(yù)。因此，只要保證在對(duì)時(shí)時(shí)刻，PC機(jī)的時(shí)間是正確的，以后在運(yùn)行的過程中，改變PC機(jī)的時(shí)鐘并不會(huì)影響電能表的時(shí)間。

　　(五)自動(dòng)抄表功能：按照設(shè)置的抄表開始時(shí)間和抄表間隔，到預(yù)定的抄表時(shí)刻，系統(tǒng)便會(huì)依次撥號(hào)去抄采集器或電表內(nèi)的數(shù)據(jù)。對(duì)于抄不上數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)補(bǔ)抄或人工發(fā)命令補(bǔ)抄。

　　(六)電量?jī)鼋Y(jié)功能：可以方便地定義總表，安裝和刪除總表，給總表分配分表。通過安裝適當(dāng)?shù)目偙?，結(jié)合抄凍結(jié)數(shù)據(jù)功能，就可得某一特定的時(shí)刻的總表讀數(shù)，各分表的讀數(shù)(由此得到讀數(shù)和)，就可以計(jì)算出某部分電路的電能損耗，為確定電費(fèi)提供依據(jù)。

　　(七)電費(fèi)管理功能：收電費(fèi)前，統(tǒng)一抄錄一次電費(fèi)數(shù)據(jù)。當(dāng)確保數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)反映最近的電表讀數(shù)后，利用程序中的功能自動(dòng)計(jì)算出當(dāng)月用電量和電費(fèi)。交納電費(fèi)時(shí)，只需輸入用戶號(hào)，當(dāng)月用電量和電費(fèi)由程序填寫。每筆電費(fèi)都有詳細(xì)記錄，便于對(duì)帳。

　　(八)設(shè)備管理功能，如告警：開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過載告警、傾斜或移動(dòng)報(bào)警等;控制：對(duì)欠費(fèi)用戶進(jìn)行拉閘等。并提供停電數(shù)據(jù)保護(hù)功能，在停電48——72小時(shí)內(nèi)仍可抄表和監(jiān)控。本系統(tǒng)結(jié)合移動(dòng)公司的短信平臺(tái)，在告警時(shí)，可根據(jù)具體內(nèi)容發(fā)短信給相關(guān)的管理人員。

　　本系統(tǒng)適應(yīng)范圍廣泛，單相版的軟件可用于小區(qū)管理，網(wǎng)絡(luò)版的軟件可用于供電公司實(shí)現(xiàn)一座城市或地區(qū)的用電管理。

　　三、總結(jié)

　　對(duì)于電力部門來說，遠(yuǎn)程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)閿?shù)量眾多，地理位置分散，給工作人員帶來極大的不便。如今電力公司可利用GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)對(duì)各重要電力節(jié)點(diǎn)、大用戶電表進(jìn)行監(jiān)控,自動(dòng)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。