一、系統(tǒng)概述

　　隨著無線通信數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，無線遠程自動抄表已成為發(fā)展的必然趨勢，其應(yīng)用領(lǐng)域 極為廣闊。目前，基于儀表分布點多面廣，其遠程抄表大多仍沿用有線傳輸方式，線路維護量很大。由于電話線公用，通訊時經(jīng)常發(fā)生沖突，既影響了數(shù)據(jù)的傳輸也對電調(diào)部門的正常工作造成了干擾，并且此種方式對通訊部門程控交換機正常、穩(wěn)定的運行也有一定的影響。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 GSM 無線數(shù)字網(wǎng)的通訊方式，很好 地解決了遠程抄表數(shù)傳路由的瓶頸問題。

　　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。

　　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。整個結(jié)構(gòu)如圖所示：

　　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(內(nèi)置 Saro-3130P 的 GPRS-DTU)：

　　(1)24 個 I/O 口，可帶 24 戶電度表

　　(2)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：

　　(1)電量

　　(2)其他

　　4、抄表形式：

　　(1)自動抄表

　　(2)定時上報

　　(3)實時查詢

　　5、告警內(nèi)容：

　　(1)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：

　　(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;

　　(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。或者使用：B)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(內(nèi)置 Saro-3130P 的 GPRS-DTU)：

　　(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。

　　(2)支持部標通信規(guī)約

　　(3)停電數(shù)據(jù)保護

　　(4)控制輸出(用于遠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)，讀取各種計量和管理數(shù)據(jù);

　　(2)抄表數(shù)據(jù)的統(tǒng)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(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);

　　(8)歷史數(shù)據(jù)事件記錄功能;

　　(9)實時報警;

　　(10)根據(jù)線路上的表計關(guān)系計算線路損耗;

　　(11)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;

　　(12)遠程控制斷電功能;

　　(13)采集的參數(shù)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(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。

　　7、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%;

　　(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》;

　　(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℃，相對濕度：≤90%;

　　(9)耐壓強度：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)準確率達到 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)置型號為 Saro-3150P的 GPRS DTU)：

　　(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。

　　3、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。

　　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)傾斜或移動報警等其他功能。

　　6、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?shù)目偙恚Y(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。

　　三、總結(jié)

　　對于電力部門來說，遠程抄表一直是一件非常頭疼的事情，需要投入大量的人力、物力和財力。因為數(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移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)對各重要電力節(jié)點、大用戶電表進行監(jiān)控,自動讀取相關(guān)數(shù)據(jù)并加以分析，還可進一步進行遠程控制或設(shè)備維護，可減少人力資源、縮短修護時間并節(jié)省專線建設(shè)成本。