一、系統(tǒng)概述
利用現(xiàn)代通信技術(shù)和計算機技術(shù)以及電能量測量技術(shù)結(jié)合在一起，便能夠及時、準確、全面地反映電量使用（即銷售情況）。本方案是基于GPRS 網(wǎng)絡(luò)通信的無線通訊技術(shù)，將電量數(shù)據(jù)和其它（所需）信息實時可靠的采集回來，通過應(yīng)用具有智能化分析功能的系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)居民小區(qū)用戶用電量的統(tǒng)計、用電情況的分析及用戶的使用狀態(tài)。通過GPRS 無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，為用電管理提供實時性好、穩(wěn)定性高的數(shù)據(jù)和事件記錄，可實現(xiàn)多塊表同時凍結(jié)抄表功能。該系統(tǒng)具有設(shè)備參數(shù)遠程回讀功能，如回讀參數(shù)和后臺系統(tǒng)保存的設(shè)置參數(shù)對比，異常報警，可以發(fā)現(xiàn)非法修改電能表參數(shù)行竊的非法行為。具有失壓、斷流、錯誤接線報警、顯示、記錄并主動上傳功能，方便管理人員在公司本部就可以發(fā)現(xiàn)用戶異常，為反竊電提供了一種先進的、有效的高技術(shù)檢測手段。
二、系統(tǒng)特點
1、建設(shè)周期短，成本低：
GPRS無線網(wǎng)絡(luò)可為電力系統(tǒng)提供了簡單高效的通信傳輸手段。中國移動GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺上構(gòu)建電力遠程抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的無線數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點，而且設(shè)備安裝方便、維護簡單。
2、實時性強：
由于GPRS具有實時在線特性，系統(tǒng)無時延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個/所有數(shù)據(jù)采集點的數(shù)據(jù)。可很好的滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。
3、可對電表設(shè)備進行遠程控制：
通過GPRS雙向系統(tǒng)還可實現(xiàn)對電表設(shè)備進行遠程控制，進行參數(shù)調(diào)整、開關(guān)等控制
作。
4、集抄范圍廣：
GPRS覆蓋范圍廣，在無線GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi)，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(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。
5、系統(tǒng)的傳輸容量大：
配電數(shù)據(jù)中心要和每一個電表數(shù)據(jù)采集點保持實時連接。由于電表數(shù)據(jù)采集點數(shù)量眾多，系統(tǒng)能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鳪PRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。
6、數(shù)據(jù)傳送速率高：
每個電表數(shù)據(jù)采集點每次數(shù)據(jù)傳輸量在10Kbps之內(nèi)。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達
171.2kbit/s，目前GPRS實際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求。
7、通信費用低：采用包月計費方式，運營成本低。
三、系統(tǒng)組成
GPRS無線電壓檢測系統(tǒng)采用電壓檢測儀實時采集用戶的電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)把采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭B入Internet的服務(wù)器上，然后監(jiān)控中心服務(wù)器快速進行數(shù)據(jù)分析生成電壓檢測統(tǒng)計數(shù)據(jù)、示意圖等。整個系統(tǒng)包括電壓檢測儀、GPRS DTU、監(jiān)控中心三部分組成。這三部分是主從關(guān)系示意圖如下：
示意圖1
1、主站：監(jiān)控中心
監(jiān)控中心主要組成部分有裝有系統(tǒng)軟件的計算機（服務(wù)器或PC機），配置一個固定或動態(tài)IP能連入Internet和數(shù)據(jù)采集端進行數(shù)據(jù)通信。為了是數(shù)據(jù)通信更加安全的話可以監(jiān)控中心可以采用移動公司提供的DDN專線與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連，由于DDN專線可提供較高的帶寬，當電表數(shù)據(jù)采集點數(shù)量增加，中心不用擴容即可滿足需求。 配電中心RADIUS服務(wù)器接受到GPRS網(wǎng)絡(luò)傳來的數(shù)據(jù)后先進行AAA認證，后傳送到配電中心計算機主機，通過系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)進行還原顯示，并進行數(shù)據(jù)處理。 配電中心計算機主機可進行業(yè)務(wù)管理和計費管理，對電力數(shù)據(jù)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(jiān)控，保證電力局的合法收益。
2、從站：數(shù)據(jù)采集終端
數(shù)據(jù)采集端包括電壓檢測儀、集中器和GPRS DTU，現(xiàn)場的電壓檢測儀通過RS232/RS485串口和GPRS DTU進行連接，電壓檢測儀采集到的數(shù)據(jù)通過串口線把數(shù)據(jù)傳給GPRS DTU，然后再借助GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇尤隝nternet的監(jiān)控中心服務(wù)器。
四、系統(tǒng)功能
1、在線監(jiān)測和采集電力系統(tǒng)供電電壓質(zhì)量、諧波電壓分量和失電時間，及時準確地向電壓質(zhì)量管理專責人員提供有關(guān)運行數(shù)據(jù)。
2、 適用場合
1）3kV及以上供電系統(tǒng)電壓互感器二次回路，額定值100V。
2）380V三相供電系統(tǒng)。
3）220V單相供電系統(tǒng)。
3、 功能特點
1）實時監(jiān)測供電系統(tǒng)電壓質(zhì)量。
2）實時監(jiān)測電網(wǎng)諧波電壓分量。
3）對供電電壓、諧波分量進行整點和分時段統(tǒng)計
4、 保護措施
1）過壓、過流保護和雷擊防護
2）失電保護，72小時內(nèi)數(shù)據(jù)不丟失。
5、 監(jiān)測數(shù)據(jù)
1）電壓質(zhì)量數(shù)據(jù)包括：
運行總時間、合格時間、合格率
超上限時間、超上限率、超下限時間、超下限率
最大電壓值、最小電壓值及其出現(xiàn)的時間
2）諧波監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：
總諧波電壓含量及畸變率、基波電壓分量、2-31次諧波電壓分量及含有率
總諧波電壓畸變合格時及合格率，畸變最大值及其出現(xiàn)的時間。
3）分時段統(tǒng)計
對電壓質(zhì)量和諧波分量可以分時段統(tǒng)計與考核。
可根據(jù)需要將24小時分為1-8個時段。
6、 測量精度
1）電壓測量：0.5級
2）時鐘誤差：每天≤±1s,每年≤±5min.
3）最大功耗：<3VA
4）電網(wǎng)諧波測量精度：B級.
7、 數(shù)據(jù)采集與管理
1）具有RS232、RS485通訊端口，可用PC機、掌上電腦現(xiàn)場采集，或通過載波、負控等進行數(shù)據(jù)傳輸。
2）儀表內(nèi)置MODEM。可通過電話實現(xiàn)定時召喚和實時召喚，具有主叫和被叫功能，響應(yīng)預(yù)置參數(shù)的修改。
3）儀表內(nèi)置GPRS通訊模塊，上位機可以通過ADSL+動態(tài)IP地址+短消息簡便采集或修改儀表數(shù)據(jù)，也可以通過ADSL+動態(tài)域名解析方式采集或修改儀表數(shù)據(jù)。
4）儀表配置IC卡通訊插口，可用IC卡現(xiàn)場采集。
5）上位機基于WINOWS操作平臺，各種采集的數(shù)據(jù)都能自動生成各種報表、曲線、棒圖。
6）報表可根據(jù)需要轉(zhuǎn)換為Word或Excel 格式打印。
7）各種報表、曲線和棒圖均可通過Email對外發(fā)送
五、安全可靠性
在系統(tǒng)安全方面，本公司除了采用大型、多用戶的SQL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 IP 過濾技術(shù)
由于監(jiān)控中心服務(wù)于GPRS子網(wǎng)用戶，所有訪問客戶的IP必為GPRS子網(wǎng)內(nèi)的IP ，即所有的用戶必須通過CMNET才可能訪問該服務(wù)器。因此，我們在系統(tǒng)中采用了IP過濾技術(shù)，對所有接受的數(shù)據(jù)包進行過濾，拋棄掉所有的非法IP數(shù)據(jù)報。這一過程就好像將系統(tǒng)置身于CMNET的防火墻保護之下，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(tǒng)，但對于安全措施非常強大的CMNET網(wǎng)絡(luò)來說，這將是非常的困難。
3.2 身分授權(quán)和密碼認證體系
采用IP過濾技術(shù)盡管可以防止一些非CMNET網(wǎng)段用戶的侵襲，但由于系統(tǒng)處于GPRS子網(wǎng)以外，IP過濾只能起到簡單的安全防護，對于那些利用IP偽裝技術(shù)的非法用戶則無法識別。
由于該系統(tǒng)是專業(yè)化的服務(wù)系統(tǒng)，訪問客戶是預(yù)先確定的，利用這一特點，我們在系統(tǒng)中采用了用戶ID和密碼驗證技術(shù)，系統(tǒng)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(shù)據(jù)包，再驗證其ID號和密碼。對于該系統(tǒng)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(tǒng)的安全性。
3.3 數(shù)據(jù)安全加密通道
系統(tǒng)采用標準的SSL數(shù)據(jù)安全通訊協(xié)議在客戶端和服務(wù)器端建立加密數(shù)據(jù)通道，保證私有數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕幌到y(tǒng)在應(yīng)用層植入高可靠性的加密算法，使得數(shù)據(jù)在任何網(wǎng)絡(luò)出錯時都可以得到保證的高可靠性；采用MD5算法產(chǎn)生“報文摘要”已實現(xiàn)對所有發(fā)送報文的數(shù)字簽名，保證了數(shù)據(jù)傳輸過程中的完整性，防止數(shù)據(jù)被篡改。
3.4 訪問過程跟蹤
系統(tǒng)對所有的訪問過程進行日志記錄，包括用戶身份、IP、時間、數(shù)字簽名、操作事項等信息，向系統(tǒng)管理人員提供了詳細、完整、有效的操作證明。
六、總結(jié)
采用GPRS無線傳輸數(shù)據(jù)通訊方法解決了數(shù)據(jù)遠距離通訊問題，比起其它有線通訊方式有著不可比擬的優(yōu)越性。節(jié)省了人力、物力、建設(shè)周期，大大提高了供電行業(yè)自動化數(shù)據(jù)監(jiān)控的工作效率。
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
