遠程抄表集成系統(tǒng)概述及其解決方案[圖]

一、系統(tǒng)概述

隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，在原有的人工手動抄表中已經(jīng)發(fā)展到遠程智能抄表，通過現(xiàn)有的網(wǎng)絡智能化的從遠端把需要的數(shù)據(jù)采集到一起，那么，在很多必須無人值守的設備或監(jiān)測點，不適合搭建有線通訊網(wǎng)絡。若采用光纖或電臺的方式實現(xiàn)無線通訊，不僅設備投入耗資巨大，而且不適應移動的需要。隨著新一代移動通訊業(yè)務的產(chǎn)生和全面投入，無線移動數(shù)據(jù)通訊的應用也越來越廣泛。安全的數(shù)據(jù)傳輸和永遠在線特點，配合按流量收費的資費方式，使GPRS通訊在工業(yè)控制、環(huán)境保護、道路交通、商務金融、移動辦公、零售服務等行業(yè)中的應用具有無可比擬的性價比優(yōu)勢。采用GPRS無線通訊網(wǎng)絡的移動IP通訊，既可獨立作為數(shù)傳通道，也可作為已經(jīng)架設光纖、數(shù)傳電臺等方式的輔助手段。

GPRS遠程抄表集成系統(tǒng)是基于GPRS技術的用電管理自動抄表系統(tǒng)。它由電度表、F2103GPRSIPMODEM（GPRSDTU）、采集器及中心服務器組成。采集器實時采集用戶的用電數(shù)據(jù)，通過GPRS網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)匯集到服務器。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)結合聯(lián)通公司的短信平臺，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)構架

? ? ? ?本系統(tǒng)由電度表，采集器，傳輸終端，帶系統(tǒng)軟件的主站組成。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。

2.1系統(tǒng)組成2.1.1電能表：A）三相有功無功多功能表，有功0.5級、無功2級，具有RS485通訊接口，電力部DL/T645通訊規(guī)約。B）三相有功復費率表，有功1級，具有RS-485通訊接口，電力部DL/T645通訊規(guī)約。

2.1.2采集器：采集器主要特征如下：采用24個I/O口，可帶24戶電度表，停電數(shù)據(jù)保護，帶后備電源，停電后仍可抄表。

2.1.3傳輸終端：傳輸終端采用廈門四信的F2103，實時永久在線，內(nèi)嵌自主知識產(chǎn)權的TCP/IP協(xié)議棧，透明傳輸，同時支持RS232和RS485，支持多種工作模式，支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)。

2.1.4中心軟件系統(tǒng)：基于ORACLE數(shù)據(jù)庫的抄表軟件，用戶數(shù)量無限制，安全可靠，運行和處理速度快，功能豐富完善。

2.2系統(tǒng)總架構多個電表通過RS485通信接口把電表數(shù)據(jù)傳到采集集中器上，采集集中器通過RS485通信接口和四信通信的IPmodem連接，遠程數(shù)據(jù)中心服務器可以使用APN專線或普通ADSL等作為網(wǎng)絡接入。當通過GPRS網(wǎng)絡連接到遠程數(shù)據(jù)中心服務器主機，建立透明數(shù)據(jù)通道后，采集終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)只要送到串口，就會把收到的數(shù)據(jù)原封不動地發(fā)送到數(shù)據(jù)中心服務器主機；同時服務器主機下發(fā)的命令通過串口送到采集終端，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。系統(tǒng)拓撲圖如下圖所示：

2.3系統(tǒng)功能

（1）設置電能表的參數(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)線路上的表計關系計算線路損耗；

（11）可提供多路模擬量、開關量輸入，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：a.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；b.正向、反向、有功、無功的最大需量及最大需量發(fā)生時間；c有功功率、無功功率、三相電壓、三相電流、功率因數(shù)；d失壓累計次數(shù)、失壓累計時間、集抄器停電起止時間等；e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。

三、系統(tǒng)架構實施

3.1傳輸模塊與采集終端連接四信的F2103無線傳輸模塊同時支持RS232/485接口，可通過RS232/485與終端通訊。本系統(tǒng)采用的是485的接口方式。F2103和采集器的接線線序如下：

3.2數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡接入方式分析
? ? ? ?
? ? ? ?1.APN專線接入

中心采用APN專線，所有點都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP，客戶中心通過一條2MAPN專線接入移動公司GPRS網(wǎng)絡，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進行廣域連接，在GGSN與移動公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。

為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請該APN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡才能進入專網(wǎng)APN，防止其他非法用戶的進入。

用戶在內(nèi)部建立RADIUS服務器，作為內(nèi)部用戶接入的遠程認證服務器（或在APN路由器內(nèi)，啟用路由器本地認證功能）。只有通過認證的用戶才允許接入，用以保證用戶內(nèi)部安全。

用戶在內(nèi)部建立DHCP服務器（或在APN路由器內(nèi)，啟用DHCP功能），為通過認證的用戶分配用戶內(nèi)部地址。移動終端和服務器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。雙方采用防火墻進行隔離，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾。

中心采用APN專線接入的方式，在實時性，安全性和穩(wěn)定性表現(xiàn)優(yōu)異，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點比較多、實時性要求較高的應用環(huán)境。在資金允許的情況下之最佳組網(wǎng)方式。

2.ADSL撥號連接（動態(tài)公網(wǎng)IP地址）

中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)動態(tài)IP+DNS解析服務的。客戶先與DNS服務商聯(lián)系開通動態(tài)域名，IPMODEM先采用域名尋址方式連接DNS服務器，再由DNS服務器找到中心公網(wǎng)動態(tài)IP，建立連接。此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務器的穩(wěn)定，所以要尋找可靠的DNS服務商。此種方案適合小規(guī)模應用。

3.通過固定公網(wǎng)IP連接

中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP服務的。此種方案先向INTERNET運營商申請ADSL等寬帶業(yè)務，中心有公網(wǎng)固定IP的。IPMODEM直接向中心發(fā)起連接。雖然申請固定IP費用比較貴，但其運行可靠穩(wěn)定，組網(wǎng)方式簡易方便，深受廣大用戶的青睞，一般推薦此種方案。

3.1無線數(shù)據(jù)傳輸方式

傳輸設備其功能齊全，性能穩(wěn)定，簡單易用，它是工業(yè)級別的無線傳輸終端，已經(jīng)廣泛地應用在各種各樣的工業(yè)，金融場合。

終端設備和傳輸設備連接好后，設置好各種通訊參數(shù)，工作模式后，在傳輸設備中填入數(shù)據(jù)中心的地址和應用程序的端口號。這樣當終端設備數(shù)據(jù)傳給傳輸設備就會把數(shù)據(jù)透明地傳輸?shù)街行?。終端設備支持多種中心模式（主備中心，多中心），多種激活模式（電話，短信，數(shù)據(jù)），多種工作模式（TCP，UDP，telnet等），方便用戶組網(wǎng)和各種系統(tǒng)需求。心跳包機制，注冊包機制，數(shù)據(jù)幀可控，重連機制等多種機制不僅保證設備實時在線，而且穩(wěn)定可靠，同時方便客戶根據(jù)現(xiàn)場的情況，來設置各種傳輸參數(shù)，進而達到最佳效果。

3.2數(shù)據(jù)中心軟件平臺構建

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。具有四信通信的GPRS無線模塊的中心端軟件建有多種方式，對于傳入數(shù)據(jù)的方式的不同，我們提供不同的軟件來幫助客戶快速地實現(xiàn)中心端的數(shù)據(jù)接收和現(xiàn)場設備的管理。中心接口：

如下是該系統(tǒng)的中心站軟件：第一個圖式web界面的，第二個圖是用VB開發(fā)的中心站。

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)分級授權管理和提供防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能外，對網(wǎng)絡無線數(shù)據(jù)監(jiān)控中心還提供了安全技術解決方案，以確保數(shù)據(jù)安全可靠。