遠程抄表協議
㈠ 遠程抄表的集中器上行數據至主站時,怎麼把數據通過GPRS通信模塊上行的 有具體的協議或者需求說明嗎
這個跟手機通過gprs上網的過程幾乎是一樣的,如果你了解手機上網的原理的話。內
遠程抄表的集中器上容的GPRS通信模塊就相當於手機的通信模塊,像這類企業應用一般會採用專有的接入點(普通用戶一般使用cmwap、cmnet什麼的),通過運營商的GPRS網路接入VPN隧道與內部的應用伺服器建立虛擬專用網,然後遠程抄表設備就可通過GPRS網路訪問到企業內部主機。
tcp/ip、 ss7等等很多協議都應用其中,一下子也說不完哈。
㈡ 麻煩各位大俠給幾個gprs遠程抄表方案
一、系統概述
隨著無線通信數字網路的發展,無線遠程自動抄表已成為發展的必然趨勢,其應用領域極為廣闊。目前基於儀器、儀表分布點多面廣,其遠程抄表大多仍沿用有線傳輸方式,線路維護量很大。由於電話線公用,通訊時經常發生沖突,既影響了數據的傳輸也對電調部門的正常工作造成了干擾,並且此種方式對通訊部門程式控制交換機正常。穩定的運行也有一定的影響。為保證傳輸質量,若採用專線方式,投資成本太高;採用中國移動GPRS無線數字網的通訊方式,很好地解決了遠程抄表的瓶頸問題。用戶上網可以免受斷線的痛苦。使用GPRS無線組網方案,數據實現分組發送和接收,用戶就可以總是在線且按流量計費,迅速降低了服務成本。
本系統具有採集數據快速准確,能快速生成用電統計分析,交費單據等特點,與傳統的人工抄表、電話線抄表相比,極大地提高了效率。除了准確、實時抄表外,還提供了設備管理功能,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:對欠費用戶進行拉閘等。並提供停電數據保護功能,在停電48--72小時內仍可抄表和監控。本系統結合移動公司的簡訊平台,在告警時,可根據具體內容發簡訊給相關的管理人員。本系統提供豐富的介面,可與電業系統的MIS系統鏈接或進行二次開發。抄表軟體系統資料庫為SQL資料庫,運行於WIN98/2000/XP、NT的操作系統,易於使用。軟體所能管理的用戶數量沒有限制。
二、系統特點
1、建設周期短,成本低:
GPRS無線網路可為電力系統提供了簡單高效的通信傳輸手段。中國移動GPRS系統可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業務平台上構建電力遠程抄表系統,實現電表數據的無線數據傳輸具有可充分利用現有網路,縮短建設周期,降低建設成本的優點,而且設備安裝方便、維護簡單。
2、實時性強:
由於GPRS具有實時在線特性,系統無時延,無需輪巡就可以同步接收、處理所有數據採集點的數據。可很好的滿足系統對數據採集和傳輸實時性的要求。
3、可對電表設備進行遠程式控制制:
通過GPRS雙向通訊方式還可實現對電表設備進行遠程式控制制,進行參數調整、開關等控製作用。
4、集抄范圍廣:
GPRS覆蓋范圍廣,在無線GSM/GPRS網路的覆蓋范圍之內,都可以完成對集抄的控制和管理。而且,擴容無限制,接入地點無限制,能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。
5、系統的傳輸容量大:
配電數據中心要和每一個電表數據採集點保持實時連接。由於電表數據採集點數量眾多,系統要求能滿足突發性數據傳輸的需要,而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要。
6、數據傳送速率高:
每個電表數據採集點每次數據傳輸量在10Kbps之內。GPRS網路傳送速率理論上可達
171.2kbit/s,目前GPRS實際數據傳輸速率在40Kbps左右,完全能滿足本系統數據傳輸速率(≥10Kbps)的需求。
7、通信費用低:採用包月計費方式,運營成本低。
8、系統易於擴展和維護。
三、系統組成
居民用戶的用電數據由付費率電表通過RS485傳到電表集中器,電表集中器通過RS232/RS485串口與GPRSDTU連接,電表數據經過協議封裝後發送到中國移動的GPRS數據網路,通過GPRS數據網路將數據傳送至配電數據中心,實現電表數據和數據中心系統的實時在線連接。 整個系統有電度表和數據採集終端、GPRS DTU、監控中心三大部分組成。
1、主站:監控中心
監控中心主要組成部分裝有系統軟體的計算機(伺服器或PC機),配置一個固定或動態IP能連入Internet和數據採集端進行數據通信。為了是數據通信更加安全的話可以監控中心可以採用移動公司提供的DDN專線與GPRS網路相連,由於DDN專線可提供較高的帶寬,當電表數據採集點數量增加,中心不用擴容即可滿足需求。 配電中心RADIUS伺服器接受到GPRS網路傳來的數據後先進行AAA認證,後傳送到配電中心計算機主機,通過系統軟體對數據進行還原顯示,並進行數據處理。 配電中心計算機主機可進行業務管理和計費管理,對電力數據進行校驗、計算、存儲、分析、管理等,可對異常情況進行告警,同時對用戶使用情況實時監控,保證電力局的合法收益。
2、從站:數據採集終端
從站為現場各採集站點,本方案採用 GPRS DTU主要適用於現場在戶外,無任何有線或其它通訊鏈路的情況。
1)GPRS DTU和電表一對多的連接方式
若變電站的電表很集中,可採用一台集中器或採集器通過RS485將集中的電表並聯,並實時採集電表信息,然後通過RS232串口線將GPRS DTU接到集中器或採集器上。GPRS DTU將集中器或採集器採集到各電表的信息,再經由GPRS無線網路經過NET地址轉換協議連入互聯網,最後傳輸到主控中心的伺服器上。
2)GPRS DTU和電表一對一的連接方式
若電表比較分散,將每塊電表通過RS485/RS232串口線連接一台GPRS DTU。此時GPRS DTU直接將每塊電表的信息通過GPRS無線網路經過NET地址轉換協議連入互聯網,最後傳輸到主控中心伺服器上。
3、GPRS DTU功能及特點
無線通訊部分主要是藉助GPRS DTU通過GPRS無線網路進行數據採集端和監控中心之間的數據通訊工作。
DTU是指數據終端設備(Data Terminal unit),可以理解為下位GPRS發射終端,在進行通信時,在它的作用下對所傳信息進行格式轉換和數據整理校驗。
GPRS DTU全稱GPRS數據傳輸單元,在國內目前實際上對GPRS DTU具有更加明確的約定:GPRS DTU是專門用於將串口數據通過GPRS網路進行傳送的GPRS無線設備。
◆內部集成TCP/IP協議棧
GPRS DTU內部封裝了PPP撥號協議以及TCP/IP協議棧並且具有嵌入式操作系統,從硬體上,它可看作是嵌入式PC與無線GPRS MODEM的結合;它具備GPRS/CDMA撥號上網以及TCP/IP數據通信的功能。
◆提供串口數據雙向轉換功能
GPRS/CDMA DTU提供了串列通信介面,包括RS232,RS485,RS422等都屬於常用的串列通信方式,而且GPRS/CDMA DTU在設計上大都將串口數據設計成「透明轉換」的方式,也就是說GPRS/CDMA DTU可以將串口上的原始數據轉換成TCP/IP數據包進行傳送,而不需要改變原有的數據通信內容。因此,GPRS/CDMA DTU可以和各種使用串口通信的用戶設備進行連接,而且不需要對用戶設備作改動。
◆支持自動心跳,保持永久在線
GPRS/CDMA通信網路的優點之一就是支持GPRS/CDMA終端設備永久在線,因此典型的GPRS/CDMA DTU在設計上都支持永久在線功能,這就要求DTU包含了上電自動撥號、採用心跳包保持永久在線(當長時間沒有數據通信時,移動網關將斷開DTU與中心的連接,心跳包就是DTU與數據中心在連接被斷開之前發送一個小數據包,以保持連接不被斷開)、支持斷線自動重連、自動重撥號等特點。
◆支持參數配置,永久保存
GPRS/CDMA DTU作為一種通信設備,其應用場合十分廣泛。在不同的應用中,數據中心的IP地址及埠號,串口的波特率等都是不同的。因此,GPRS/CDMA DTU都應支持參數配置,並且將配置好的參數保存內部的永久存儲器件內(一般為FLASH或EEPROM等)。一旦上電,就自動按照設置好的參數進行工作。
◆支持用戶串口參數設置
不同用戶設備的串口參數有所不同,DTU連接用戶設備的串口時,要根據用戶設備串口的實際參數對DTU端進行相應設置,保證用戶設備的正常通信和可靠數據傳輸。
◆符合工業化設計適應惡劣環境能力更強
◆ RS232 串口速率高達230400 bps
◆ 支持RS232 三線標准或九線標准
◆ 內置TCP/IP 協議棧,支持TCP/UDP 網路協議
◆ 數據終端永遠在線
◆ 掉線自動重撥功能
◆ 通過超級終端類似於AT 指令方式或專用設置程序來設置通信參數
◆ 設備之間透明傳輸/非通明傳輸
◆ 支持靜態IP 或域名方式連接遠程主機
◆ 供電:+5V,可根據客戶需要定製寬電壓輸入+5V~ +40V
◆ 耗電:待機狀態230~330mA;上網狀態450~460mA;傳輸狀態460~470mA
◆ 工作溫度:-40℃ ~ +70℃
◆ 儲存溫度:-50℃ ~ +85℃
◆ 支持RS232/RS485/RS422串口進行通訊
4、電度表
計量並顯示用戶的用電情況,將用電信息通過RS232/RS485傳輸到GPRS DTU,然後GPRS DTU通過GPRS無線網路傳輸到監控中心。這三個主要的組成部份是相互關聯的主從關系
根據抄表對向的不同我們設計以下三種抄表模式:
居民用戶抄表系統
電表:1.0級單相靜止式(電子式)電度表,具有光耦脈沖輸出功能。
1)採集器:
(1)24個I/O口,可帶24戶電度表
(2)停電數據保護
(3)帶後備電源,停電後仍可抄表
2)抄表內容:
(1)電量
(2)其他
3)抄表形式:
(1)自動抄表
(2)定時上報
(3)實時查詢
4)告警內容:
(1)開箱告警
(2)停電告警
5) 技術指標:
(1)系統容量:
採集器容量:最多接24塊電表;
系統容量:原則上不受限制,實際可根據需要和主站電腦的容量確定;
(2) 通信距離:
採集器與電表:採用雙芯多股線,對於機械表,距離≤500m;對於電子式電表,距離≤50m。主站與採集器:採用GPRS網路作為通信介質,距離不受限制;
(3)通信成功率:
主站與採集器之間,採用基於可靠連接的TCP/IP協議,通信成功率為100%。
大集團用戶抄表系統
6) 電表:
(1)三相有功無功多功能表,有功0.5級、無功2級,具有RS-485通訊介面,電力部國標2004通訊規約。
(2)三相有功復費率表,有功1級,具有RS-485通訊介面,電力部國標2004通訊規約。實現電能量(有功、無功)的計量和功率因數、電壓、電流、頻率等參數的測量。
7)採集器
(1)帶一個與電能表通訊的RS-485介面,一個與主站系統通信的GPRS介面,三個用於報警監測的開關量輸入口和三個用於遠程式控制制的模擬量輸出口。
(2)支持部標通信規約
(3)停電數據保護
(4)控制輸出(用於遠程式控制制拉閘或其他功能)
(5)帶後備電源,停電後仍可抄表
8)系統功能
(1)設置電能表的參數,讀取各種計量和管理數據;
(2)抄表數據的統計、查詢、備份、報表、圖表生成;
(3)廠站管理;
(4)自動抄表、定時上報、實時查詢等;
(5)掉電數據保存;
(6)瞬時量數據的綜合處理;
(7)系統數據備份、存檔和向外輸出數據;
(8)歷史數據事件記錄功能;
(9)實時報警;
(10)根據線路上的表計關系計算線路損耗;
(11)可提供多路模擬量、開關量輸入,實現開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過壓告警、過流告警、過載告警、傾斜或移動報警等其他功能;
(12)遠程式控制制斷電功能;
(13)採集的參數豐富,如:
◆ 當前、上月、正向有功、反向有功、無功四象限的總及尖、峰、平、谷四費 率電量;
◆ 正向、反向、有功、無功的最大需量及最大需量發生時間;
◆ 有功功率、無功功率、三相電壓、三相電流、功率因數;
◆ 感想失壓累計次數、失壓累計時間、集抄器停電起止時間等;
◆ 單位時間負荷曲線、三相電流曲線、三相電壓曲線、有功功率曲線、無功功、 率曲線、功率因數曲線。
9)技術指標:
(1)系統容量:
採集器容量:最多接255塊電表;
系統容量:原則上不受限制每表一號,實際可根據需要和主站電腦的容量確定;(2)通信距離:
採集器與電表:採用RS-485介面及屏蔽雙絞線,距離≤500m。主站與採集器:採用GPRS網路作為通信介質,距離不受限制;
(3)通信成功率:
主站與採集器之間,採用基於可靠連接的TCP/IP協議,通信成功率為100%;
(4)完全符合IEC1107標准及國電公司DL/T645《多功能電能表通訊規約》;
(5)工作電源:交流220V±20%,50Hz;
(6)通信速率:1200bps~33.6kbps;
(7)採集器功耗:≤1.5W
(8)工作環境條件:溫度:-10℃~50℃,相對濕度:≤90%;
(9)耐壓強度:2KV;絕緣電阻:2M歐姆;
(10)電表數據抄收率、可靠性和讀數准確率達到100%。
變電站抄表系統
10)電表:三相有功無功多功能表。
11)帶GPRS功能的採集器:
(1)帶一個485口,三個開關量和三個模擬量;
(2)支持部標通信規約;
(3)停電數據保護;
(4)控制輸出;
(5)帶後備電源,停電後仍可抄表。
12)抄表內容:
(1)電壓、電流;
(2)有功正、反向分時電量;無功四象限分時電量;
(3)有功正、反向分時最大需量及發生時間;
(4)無功正、反向分時最大需量及發生時間;
(5)斷相時間、次數及斷相期間用電量;
(6)負荷曲線。
13)抄表形式:
(1)自動抄表;
(2)定時上報;
(3)實時查詢。
14)告警內容:
(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)傾斜或移動報警等其他功能。
15)技術指標:
(1)系統容量:
採集器容量:最多接255塊電表;
系統容量:原則上不受限制每表一號,實際可根據需要和主站電腦的容量確定;
(2)通信距離:
採集器與電表:採用RS-485介面及屏蔽雙絞線,距離≤500m。主站與採集器:採用GPRS網路作為通信介質,距離不受限制;
四、系統功能
1、完善的系統日誌:系統日誌記錄了進入系統,離開系統,收費,設置硬體,改變運行參數操作等及操作者,操作時間,凡是改變資料庫的操作都被記錄下來。
2、抄錶速度快:抄錶快、數據准確,抄表時PC機只讀採集器的數據,數據傳輸採用115200波特率,傳輸速度快,並對每個數據塊都有效驗碼,保證了傳輸的准確性。
3、廣播對時功能:該功能使得系統中的所有電能表的時間基準與PC機保持一致,對時成功後,由電池供電的電能表內部時鍾,不再需要PC機的干預。因此,只要保證在對時時刻,PC機的時間是正確的,以後在運行的過程中,改變PC機的時鍾並不會影響電能表的時間。
4、自動抄表功能:按照設置的抄表開始時間和抄表間隔,到預定的抄表時刻,系統便會依次撥號去抄採集器或電表內的數據。對於抄不上數據,系統會自動補抄或人工發命令補抄。
5、電量凍結功能:可以方便地定義總表,安裝和刪除總表,給總表分配分表。通過安裝適當的總表,結合抄凍結數據功能,就可得某一特定的時刻的總表讀數,各分表的讀數(由此得到讀數和),就可以計算出某部分電路的電能損耗,為確定電費提供依據。
6、電費管理功能:收電費前,統一抄錄一次電費數據。當確保資料庫內的數據反映最近的電表讀數後,利用程序中的功能自動計算出當月用電量和電費。交納電費時,只需輸入用戶號,當月用電量和電費由程序填寫。每筆電費都有詳細記錄,便於對帳。
7、設備管理功能,如告警:開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過載告警、傾斜或移動報警等;控制:對欠費用戶進行拉閘等。並提供停電數據保護功能,在停電48--72小時內仍可抄表和監控。本系統結合移動公司的簡訊平台,在告警時,可根據具體內容發簡訊給相關的管理人員。
8、用戶界面清晰美觀,操作簡單,具有完善的在線幫助功能。對數據進行統計,分析,繪制負荷曲線,作平衡分析,具有與銀行,客服中心的聯網功能。
9、本系統適應范圍廣泛,單相版的軟體可用於小區管理,網路版的軟體可用於供電公司實現一座城市或地區的用電管理。
五、安全可靠性
在系統安全方面,本公司除了採用大型、多用戶的SQL資料庫、系統對用戶實現分級授權管理和提供防火牆功能及完善的數據備份功能外,對GPRS網路無線數據監控中心還提供了安全技術解決方案,以確保數據安全可靠。
3.1 IP 過濾技術
由於監控中心服務於GPRS子網用戶,所有訪問客戶的IP必為GPRS子網內的IP ,即所有的用戶必須通過CMNET才可能訪問該伺服器。因此,我們在系統中採用了IP過濾技術,對所有接受的數據包進行過濾,拋棄掉所有的非法IP數據報。這一過程就好像將系統置身於CMNET的防火牆保護之下,所有的非法用戶只有先穿過了CMNET的安全防護才有可能訪問到本系統,但對於安全措施非常強大的CMNET網路來說,這將是非常的困難。
3.2 身份授權和密碼認證體系
採用IP過濾技術盡管可以防止一些非CMNET網段用戶的侵襲,但由於系統處於GPRS子網以外,IP過濾只能起到簡單的安全防護,對於那些利用IP偽裝技術的非法用戶則無法識別。
由於該系統是專業化的服務系統,訪問客戶是預先確定的,利用這一特點,我們在系統中採用了用戶ID和密碼驗證技術,系統中存儲了有所客戶端的MAC地址以及密碼,對通過了IP過濾的數據包,再驗證其ID號和密碼。對於該系統以外的非法用戶,獲取合法的MAC地址和密碼將十分困難,所以這一步極大可能地增加了系統的安全性。
3.3 數據安全加密通道
系統採用標準的SSL數據安全通訊協議在客戶端和伺服器端建立加密數據通道,保證私有數據傳輸的安全性;系統在應用層植入高可靠性的加密演算法,使得數據在任何網路出錯時都可以得到保證的高可靠性;採用MD5演算法產生「報文摘要」已實現對所有發送報文的數字簽名,保證了數據傳輸過程中的完整性,防止數據被篡改。
3.4 訪問過程跟蹤
系統對所有的訪問過程進行日誌記錄,包括用戶身份、IP、時間、數字簽名、操作事項等信息,向系統管理人員提供了詳細、完整、有效的操作證明。
六、總結
採用GPRS無線傳輸數據通訊方法解決了遠程抄表系統的通訊問題,比起其它有線通訊方式有著不可比擬的優越性。節省了人力、物力、建設周期,大大提高了供電行業自動化數據監控的工作效率。
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