GPRS电表远程自动抄表系统解决方案

2.3变电站抄表系统

（1）、电表：三相有功无功多功能表。
（2）、带GPRS功能的采集器：
　1）带一个485口，三个开关量和三个模拟量；
　2）支持部标通信规约；
　3）停电数据保护；
　4）控制输出；
　5）带后备电源，停电后仍可抄表。

（3）、抄表内容：
　1）电压、电流；
　2）有功正、反向分时电量；无功四象限分时电量；
　3）有功正、反向分时最大需量及发生时间；
　4）无功正、反向分时最大需量及发生时间；
　5）断相时间、次数及断相期间用电量；
　6）负荷曲线。

（4）、抄表形式：
　1）自动抄表；
　2）定时上报；
　3）实时查询。
（5）、告警内容：
　1）开箱告警；
　2）停电告警；
　3）逆相告警；
　4）超温告警；
　5）过压告警；
　6）过流告警；
　7）过载告警；
　8）倾斜或移动报警等其他功能。
（6）、技术指标：
　1）系统容量：
　采集器容量：最多接255块电表；
　系统容量：原则上不受限制每表一号，实际可根据需要和主站电脑的容量确定；
　2）通信距离：
　采集器与电表：采用RS-485接口及屏蔽双绞线，距离≤500m。主站与采集器：采用GPRS网络作为通信介质，距离不受限制；
　3）通信成功率:
　主站与采集器之间，采用基于可靠连接的TCP/IP协议，通信成功率为100%。


   

2.4系统软件

GPRS自动抄表系统的核心部分是系统软件，它遵循DL/T645部标通讯规约，并有扩展性。
抄表软件系统数据库为ORACLE数据库，运行于WIN98/2000/XP、NT的操作系统，易于使用。软件所能管理的用户数量没有限制。

系统的功能与特点有：

(一)安全可靠：安全性由三方面构成：第一，ORACLE数据库是大型的、多用户的数据库，它的安全性高，允许多用户同时使用同一数据库而不会破坏完整性，用它来做抄表系统的数据引擎可以保证数据的安全；第二，系统对用户实现分级授权管理功能，通过检查使用者的名字和授权密码，赋予使用者相应的操作权，借鉴银行系统的密码管理模式限制无关人员改变数据库和硬件设置。第三，防火墙功能及完善的数据备份功能，防备系统受到人为的恶意攻击，数据备份功能确保在硬件系统故障时，也能随时在新的硬件设备上数据无丢失地启动抄表系统。

(二)完善的系统日志：系统日志记录了进入系统，离开系统，收费，设置硬件，改变运行参数操作等及操作者，操作时间，凡是改变数据库的操作都被记录下来。

(三)抄表速度快：抄表快、数据准确，抄表时PC机只读采集器的数据，数据传输采用1200波特率，传输速度快，并对每个数据块都有效验码，保证了传输的准确性。

(四)广播对时功能：该功能使得系统中的所有电能表的时间基准与PC机保持一致，对时成功后，由电池供电的电能表内部时钟，不再需要PC机的干预。因此，只要保证在对时时刻，PC机的时间是正确的，以后在运行的过程中，改变PC机的时钟并不会影响电能表的时间。

(五)自动抄表功能：按照设置的抄表开始时间和抄表间隔，到预定的抄表时刻，系统便会依次拨号去抄采集器或电表内的数据。对于抄不上数据，系统会自动补抄或人工发命令补抄。

(六)电量冻结功能：可以方便地定义总表，安装和删除总表，给总表分配分表。通过安装适当的总表，结合抄冻结数据功能，就可得某一特定的时刻的总表读数，各分表的读数（由此得到读数和），就可以计算出某部分电路的电能损耗，为确定电费提供依据。

(七)电费管理功能：收电费前，统一抄录一次电费数据。当确保数据库内的数据反映最近的电表读数后，利用程序中的功能自动计算出当月用电量和电费。交纳电费时，只需输入用户号，当月用电量和电费由程序填写。每笔电费都有详细记录，便于对帐。

(八)设备管理功能，如告警：开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过载告警、倾斜或移动报警等；控制：对欠费用户进行拉闸等。并提供停电数据保护功能，在停电48--72小时内仍可抄表和监控。本系统结合移动公司的短信平台，在告警时，可根据具体内容发短信给相关的管理人员。

本系统适应范围广泛，单相版的软件可用于小区管理，网络版的软件可用于供电公司实现一座城市或地区的用电管理。

第三部分 系统安全

在系统安全方面，本公司除了采用大型、多用户的ORACLE数据库、系统对用户实现分级授权管理和提供防火墙功能及完善的数据备份功能外，对GPRS网络无线数据监控中心还提供了安全技术解决方案，以确保数据安全可靠。

3.1 GPRS协议简介

（l） GPRS网络结构

GPRS网是在GSM网的基础上增加以下功能实体构成的：服务GPRS支持节点（SGSN）、网关GPRS支持节点(GGSN)和点对多点服务中心 (PTMSC)。系统共用GSM基站，但基站要进行软件更新，并采用新的GPRS移动台；GPRS要增加新的移动性管理程序；通过路由器实现GPRS骨干网互联；GSM网络系统要进行软件更新和增加新的MAP信令和GPRS信令等。

SGSN的主要作用是记录移动台的当前位置信息，并且在移动台和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。GGSN主要是起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN、PSPDN和LAN等。GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP／IP或X.25网络。

GPRS骨干网的逻辑结构如图1所示。



　图1. GPRS骨干网的逻辑结构

（２） GPRS协议模型
移动台（MS）和SGSN之间的GPRS分层协议模型如图2所示。Um接口是GSM的空中接口。Um接口上的通信协议有5层，自下而上依次为物理层、MAC( Medium Access Control)层、LLC（Logical Link Control）层、SNDC（Sub-network Dependant Convergence）层和网络层。



　图2. GPRS网络的协议栈示意图

Um接口的物理层为射频接口部分，而物理链路层则负责提供空中接口的各种逻辑信道。

MAC为媒质接入控制层。MAC的主要作用是定义和分配空中接口的GPRS逻辑信道，使得这些信道能被不同的移动台共享。

LLC层为逻辑链路控制层。它是一种基于高速数据链路规程HDLC的无线链路协议。LLC层负责在高层SNDC层的SNDC数据单元上形成LLC地址、帧字段，从而生成完整的LLC帧。

BSS中的LLR层是逻辑链路传递层。这一层负责转送MS和SGSN之间的LLC帧。

SNDC被称为子网依赖结合层。它的主要作用是完成传送数据的分组、打包，确定TCP／IP地址和加密方式。
网络层的协议目前主要是Phase 2+ 阶段提供的TCP／IP和L25协议。TCP／IP和X.25协议对于传统的GSM网络设备（如BSS和NSS等设备）是透明的。