第一部分 系統(tǒng)概述

　　GPRS---General Packet Radio Service，通用無線分組業(yè)務(wù)，是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接。通俗地講，GPRS是一項高速數(shù)據(jù)處理的技術(shù)，方法是以"分組"的形式傳送資料到用戶手上。用戶上網(wǎng)可以免受斷線的痛苦。香港作為第一個進行GPRS實地測試的地區(qū)，已經(jīng)取得了良好的收效。

　　使用了GPRS后，數(shù)據(jù)實現(xiàn)分組發(fā)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(wù)成本。GPRS的服務(wù)成本僅是CSD(電路交換數(shù)據(jù)，即通常說的撥號數(shù)據(jù)，歐亞WAP業(yè)務(wù)所采用的承載方式)服務(wù)成本的十分之一。

　　GPRS電表遠程抄表系統(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。采集器實時采集用戶的用電數(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)快速準確，能快速生成用電統(tǒng)計分析,交費單據(jù)等特點，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)除了準確、實時抄表外，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：對欠費用戶進行拉閘等。并提供停電數(shù)據(jù)保護功能，在停電48--72小時內(nèi)仍可抄表和監(jiān)控。本系統(tǒng)結(jié)合移動公司的短信平臺，在告警時，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。

　　第二部分 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)的補充，在系統(tǒng)出現(xiàn)意外時進行人工抄表。

　　主站：運行集中抄表系統(tǒng)的計算機（服務(wù)器或PC機）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。

　　這三個主要的組成部份是相互關(guān)聯(lián)的主從關(guān)系。

　　根據(jù)抄表對向的不同我們設(shè)計以下三種抄表模式：

　　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（GPRS-TY1型）：

　　（1）24個I/O口，可帶24戶電度表

　?。?）停電數(shù)據(jù)保護

　　（3）帶后備電源，停電后仍可抄表

　　3、抄表內(nèi)容：

　?。?）電量

　?。?）其他

　　4、抄表形式：

　　（1）自動抄表

　?。?）定時上報

　?。?）實時查詢

　　5、告警內(nèi)容：

　?。?）開箱告警

　　（2）停電告警

　　1、 可增加遠程控制拉閘功能，電能表要增加內(nèi)置繼電器。

　　2、 技術(shù)指標：

　?。?） 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，實際可根據(jù)需要和主站電腦的容量確定；

　?。?）  通信距離：

　　采集器與電表：采用雙芯多股線，對于機械表，距離≤500m；對于電子式電表，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；

　?。?）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、無功2級，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)費率表，有功1級，具有RS-485通訊接口，電力部DL/T645通訊規(guī)約。

　　實現(xiàn)電能量（有功、無功）的計量和功率因數(shù)、電壓、電流、頻率等參數(shù)的測量。

　　2、帶GPRS功能的采集器（GPRS-TY2型）：

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

　?。?）支持部標通信規(guī)約

　?。?）停電數(shù)據(jù)保護

　?。?）控制輸出（用于遠程控制拉閘或其他功能）

　?。?）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)，讀取各種計量和管理數(shù)據(jù)；

　?。?）抄表數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、查詢、備份、報表、圖表生成；

　?。?）廠站管理；

　　（4）自動抄表、定時上報、實時查詢等；

　?。?）掉電數(shù)據(jù)保存；

　　（6）瞬時量數(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)；

　?。?）歷史數(shù)據(jù)事件記錄功能；

　?。?）實時報警；

　?。?0）根據(jù)線路上的表計關(guān)系計算線路損耗；

　?。?1）可提供多路模擬量、開關(guān)量輸入，實現(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、傾斜或移動報警等其他功能；

　?。?2）遠程控制斷電功能；

　?。?3）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)；

　　◆ 感想失壓累計次數(shù)、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(shù)曲線。

　?。础⒓夹g(shù)指標：

　?。?）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，實際可根據(jù)需要和主站電腦的容量確定；

　?。?）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；

　?。?）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標準及國電公司DL/T645《多功能電能表通訊規(guī)約》；

　?。?）工作電源：交流220V±20%，50Hz；

　?。?）通信速率：1200bps～33.6kbps；

　?。?）采集器功耗：≤1.5W

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

　?。?）耐壓強度：2KV；絕緣電阻：2M歐姆；

　?。?0）電表數(shù)據(jù)抄收率、可靠性和讀數(shù)準確率達到100%。

　　2.3變電站抄表系統(tǒng)

　?。?）、電表：三相有功無功多功能表。

　?。?）、帶GPRS功能的采集器：

　　1）帶一個485口，三個開關(guān)量和三個模擬量；

　　2）支持部標通信規(guī)約；

　　3）停電數(shù)據(jù)保護；

　　4）控制輸出；

　　5）帶后備電源，停電后仍可抄表。

　?。?）、抄表內(nèi)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(fā)生時間；

　　4）無功正、反向分時最大需量及發(fā)生時間；

　　5）斷相時間、次數(shù)及斷相期間用電量；

　　6）負荷曲線。

　　（4）、抄表形式：

　　1）自動抄表；

　　2）定時上報；

　　3）實時查詢。

　?。?）、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）傾斜或移動報警等其他功能。

　?。?）、技術(shù)指標：

　　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，實際可根據(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自動抄表系統(tǒng)的核心部分是系統(tǒng)軟件，它遵循DL/T645部標通訊規(guī)約，并有擴展性。

　　抄表軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫為ORACLE數(shù)據(jù)庫，運行于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，允許多用戶同時使用同一數(shù)據(jù)庫而不會破壞完整性，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)對用戶實現(xiàn)分級授權(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，也能隨時在新的硬件設(shè)備上數(shù)據(jù)無丟失地啟動抄表系統(tǒng)。

　　(二)完善的系統(tǒng)日志：系統(tǒng)日志記錄了進入系統(tǒng)，離開系統(tǒng)，收費，設(shè)置硬件，改變運行參數(shù)操作等及操作者，操作時間，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)準確，抄表時PC機只讀采集器的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸采用1200波特率，傳輸速度快，并對每個數(shù)據(jù)塊都有效驗碼，保證了傳輸?shù)臏蚀_性。

　　(四)廣播對時功能：該功能使得系統(tǒng)中的所有電能表的時間基準與PC機保持一致，對時成功后，由電池供電的電能表內(nèi)部時鐘，不再需要PC機的干預(yù)。因此，只要保證在對時時刻，PC機的時間是正確的，以后在運行的過程中，改變PC機的時鐘并不會影響電能表的時間。

　　(五)自動抄表功能：按照設(shè)置的抄表開始時間和抄表間隔，到預(yù)定的抄表時刻，系統(tǒng)便會依次撥號去抄采集器或電表內(nèi)的數(shù)據(jù)。對于抄不上數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會自動補抄或人工發(fā)命令補抄。

　　(六)電量凍結(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），就可以計算出某部分電路的電能損耗，為確定電費提供依據(jù)。

　　(七)電費管理功能：收電費前，統(tǒng)一抄錄一次電費數(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計算出當(dāng)月用電量和電費。交納電費時，只需輸入用戶號，當(dāng)月用電量和電費由程序填寫。每筆電費都有詳細記錄，便于對帳。

　　(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、傾斜或移動報警等；控制：對欠費用戶進行拉閘等。并提供停電數(shù)據(jù)保護功能，在停電48--72小時內(nèi)仍可抄表和監(jiān)控。本系統(tǒng)結(jié)合移動公司的短信平臺，在告警時，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現(xiàn)一座城市或地區(qū)的用電管理。

　　第三部分 系統(tǒng)安全

　　在系統(tǒng)安全方面，本公司除了采用大型、多用戶的ORACLE數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)對用戶實現(xiàn)分級授權(quán)管理和提供防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能外，對GPRS網(wǎng)絡(luò)無線數(shù)據(jù)監(jiān)控中心還提供了安全技術(shù)解決方案，以確保數(shù)據(jù)安全可靠。

　　3.1 GPRS協(xié)議簡介

　?。╨） GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　GPRS網(wǎng)是在GSM網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加以下功能實體構(gòu)成的：服務(wù)GPRS支持節(jié)點（SGSN）、網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(GGSN)和點對多點服務(wù)中心 (PTMSC)。系統(tǒng)共用GSM基站，但基站要進行軟件更新，并采用新的GPRS移動臺；GPRS要增加新的移動性管理程序；通過路由器實現(xiàn)GPRS骨干網(wǎng)互聯(lián)；GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要進行軟件更新和增加新的MAP信令和GPRS信令等。

　　SGSN的主要作用是記錄移動臺的當(dāng)前位置信息，并且在移動臺和GGSN之間完成移動分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。GGSN主要是起網(wǎng)關(guān)作用，它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，如ISDN、PSPDN和LAN等。GGSN可以把GSM網(wǎng)中的GPRS分組數(shù)據(jù)包進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠端的TCP／IP或X.25網(wǎng)絡(luò)。

　　GPRS骨干網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1. GPRS骨干網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)