一、系統(tǒng)概述
利用現(xiàn)代通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電能量測(cè)量技術(shù)結(jié)合在一起，便能夠及時(shí)、準(zhǔn)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(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)居民小區(qū)用戶用電量的統(tǒng)計(jì)、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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，為用電管理提供實(shí)時(shí)性好、穩(wěn)定性高的數(shù)據(jù)和事件記錄，可實(shí)現(xiàn)多塊表同時(shí)凍結(jié)抄表功能。該系統(tǒng)具有設(shè)備參數(shù)遠(yuǎn)程回讀功能，如回讀參數(shù)和后臺(tái)系統(tǒng)保存的設(shè)置參數(shù)對(duì)比，異常報(bào)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(cuò)誤接線報(bào)警、顯示、記錄并主動(dòng)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(jìn)的、有效的高技術(shù)檢測(cè)手段。
二、系統(tǒng)特點(diǎn)
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(jiǎn)單高效的通信傳輸手段。中國(guó)移動(dòng)GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無線IP連接。在移動(dòng)通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺(tái)上構(gòu)建電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，實(shí)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(diǎn)，而且設(shè)備安裝方便、維護(hù)簡(jiǎn)單。
2、實(shí)時(shí)性強(qiáng)：
由于GPRS具有實(shí)時(shí)在線特性，系統(tǒng)無時(shí)延，無需輪巡就可以同步接收、處理多個(gè)/所有數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)。可很好的滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。
3、可對(duì)電表設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制：
通過GPRS雙向系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)電表設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，進(jìn)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(duì)集抄的控制和管理。而且，擴(kuò)容無限制，接入地點(diǎn)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(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)保持實(shí)時(shí)連接。由于電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)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(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)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(dá)
171.2kbit/s，目前GPRS實(shí)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(fèi)用低：采用包月計(jì)費(fèi)方式，運(yùn)營(yíng)成本低。
三、系統(tǒng)組成
GPRS無線電壓檢測(cè)系統(tǒng)采用電壓檢測(cè)儀實(shí)時(shí)采集用戶的電壓監(jiān)測(cè)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(jìn)行數(shù)據(jù)分析生成電壓檢測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、示意圖等。整個(gè)系統(tǒng)包括電壓檢測(cè)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(jì)算機(jī)（服務(wù)器或PC機(jī)），配置一個(gè)固定或動(dòng)態(tài)IP能連入Internet和數(shù)據(jù)采集端進(jìn)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(dòng)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(dāng)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)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(jìn)行AAA認(rèn)證，后傳送到配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)，通過系統(tǒng)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行還原顯示，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)可進(jìn)行業(yè)務(wù)管理和計(jì)費(fèi)管理，對(duì)電力數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、計(jì)算、存儲(chǔ)、分析、管理等，可對(duì)異常情況進(jìn)行告警，同時(shí)對(duì)用戶使用情況實(shí)時(shí)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(cè)儀、集中器和GPRS DTU，現(xiàn)場(chǎng)的電壓檢測(cè)儀通過RS232/RS485串口和GPRS DTU進(jìn)行連接，電壓檢測(cè)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(cè)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(shí)間，及時(shí)準(zhǔn)確地向電壓質(zhì)量管理專責(zé)人員提供有關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)。
2、 適用場(chǎng)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(diǎn)
1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供電系統(tǒng)電壓質(zhì)量。
2）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)諧波電壓分量。
3）對(duì)供電電壓、諧波分量進(jìn)行整點(diǎn)和分時(shí)段統(tǒng)計(jì)
4、 保護(hù)措施
1）過壓、過流保護(hù)和雷擊防護(hù)
2）失電保護(hù)，72小時(shí)內(nèi)數(shù)據(jù)不丟失。
5、 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
1）電壓質(zhì)量數(shù)據(jù)包括：
運(yùn)行總時(shí)間、合格時(shí)間、合格率
超上限時(shí)間、超上限率、超下限時(shí)間、超下限率
最大電壓值、最小電壓值及其出現(xiàn)的時(shí)間
2）諧波監(jiān)測(cè)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(shí)及合格率，畸變最大值及其出現(xiàn)的時(shí)間。
3）分時(shí)段統(tǒng)計(jì)
對(duì)電壓質(zhì)量和諧波分量可以分時(shí)段統(tǒng)計(jì)與考核。
可根據(jù)需要將24小時(shí)分為1-8個(gè)時(shí)段。
6、 測(cè)量精度
1）電壓測(cè)量：0.5級(jí)
2）時(shí)鐘誤差：每天≤±1s,每年≤±5min.
3）最大功耗：<3VA
4）電網(wǎng)諧波測(cè)量精度：B級(jí).
7、 數(shù)據(jù)采集與管理
1）具有RS232、RS485通訊端口，可用PC機(jī)、掌上電腦現(xiàn)場(chǎng)采集，或通過載波、負(fù)控等進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
2）儀表內(nèi)置MODEM。可通過電話實(shí)現(xiàn)定時(shí)召喚和實(shí)時(shí)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(jī)可以通過ADSL+動(dòng)態(tài)IP地址+短消息簡(jiǎn)便采集或修改儀表數(shù)據(jù)，也可以通過ADSL+動(dòng)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(chǎng)采集。
5）上位機(jī)基于WINOWS操作平臺(tái)，各種采集的數(shù)據(jù)都能自動(dòng)生成各種報(bào)表、曲線、棒圖。
6）報(bào)表可根據(jù)需要轉(zhuǎn)換為Word或Excel 格式打印。
7）各種報(bào)表、曲線和棒圖均可通過Email對(duì)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(duì)用戶實(shí)現(xiàn)分級(jí)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(duì)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?cè)谙到y(tǒng)中采用了IP過濾技術(shù)，對(duì)所有接受的數(shù)據(jù)包進(jìn)行過濾，拋棄掉所有的非法IP數(shù)據(jù)報(bào)。這一過程就好像將系統(tǒng)置身于CMNET的防火墻保護(hù)之下，所有的非法用戶只有先穿過了CMNET的安全防護(hù)才有可能訪問到本系統(tǒng)，但對(duì)于安全措施非常強(qiáng)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(rèn)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(jiǎn)單的安全防護(hù)，對(duì)于那些利用IP偽裝技術(shù)的非法用戶則無法識(shí)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(diǎn)，我們?cè)谙到y(tǒng)中采用了用戶ID和密碼驗(yàn)證技術(shù)，系統(tǒng)中存儲(chǔ)了有所客戶端的MAC地址以及密碼，對(duì)通過了IP過濾的數(shù)據(jù)包，再驗(yàn)證其ID號(hào)和密碼。對(duì)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(biāo)準(zhǔn)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(cuò)時(shí)都可以得到保證的高可靠性；采用MD5算法產(chǎn)生“報(bào)文摘要”已實(shí)現(xiàn)對(duì)所有發(fā)送報(bào)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(duì)所有的訪問過程進(jìn)行日志記錄，包括用戶身份、IP、時(shí)間、數(shù)字簽名、操作事項(xiàng)等信息，向系統(tǒng)管理人員提供了詳細(xì)、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(yuǎn)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(dòng)化數(shù)據(jù)監(jiān)控的工作效率。
滬公網(wǎng)安備31010802001143號(hào)
