电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节。传统的电量结算是依靠人工定期到现场抄取数据，在实时性、准确性和应用性等方面都存在诸多不足之处；将现代通信技术和计算机技术以及电能量测量技术结合在一起，能够及时、准确、全面地反映电量的使用(即销售)情况。
1．方案介绍
通过中国移动的GPRS网络系统，电力部门可将工业和民用电表采集的电力系统数据实时传递到地、市、省级的集中监控中心，以实现对电力监测设备的统一监控和分布式管理。GPRS网络可为电力系统提供了简单高效的通信传输手段。
中国移动GPRS系统可提供广域的无线IP连接。在移动通信公司的GPRS业务平台上构建远程抄表系统，实现电表数据的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。
居民小区的所有电表首先连接到电表主控节点，用电数据经由485接口传到电表主控节点，电表主控节点通过RS232口与GPRS透明数据传输终端连接，电表数据经过协议封装后被发送到中国移动的GPRS数据网络，通过GPRS数据网络将数据传送至监控中心，实现电表数据和监控中心的实时在线连接。
2．系统构建
2．1 系统组成
GPRS远程抄表系统由位于电力局的监控中心、主控节点和位于居民小区的电表组成。
图1是系统组成框图。
图1
2．1．1 电表
电表安装于居民小区，和电表主控节点通过RS485接口的双绞线连接。用户用电数据传送到电表主控节点后，通过电表主控节点中的ARM7处理器对数据进行处理，并将数据打包，控制TR800，使其通过GPRS网络将数据传送至监控中心的远程抄表系统软件。
电表主控节点通过RS485接口直接连接到电表上，既可支持单个电表，也可以同时支持多个电表，实现对电表参数的采集、存储、预处理或并将采集到的电表数据实时传送到监控中心；同时，电表主控节点还可将监控发送的操作控制指令传给电表，对电表进行控制操作。
2．1．2 电表主控节点
电表主控节点和电表通过RS485接口连接，和监控中心通过GPRS无线网络连接。当节点采集到电表数据后，经过解码协议打包等处理，并将数据转换成在公网数据传送的格式，通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输，最终传送到监控中心。
2．1．3 监控中心
监控中心使用远程抄表软件和电表主控节点进行网络连接，通过电表主控节点来控制操作电表。为了和主控节点实现TCP/UDP连接，监控中心向中国移动申请GPRS公网固定IP地址，并采用中国移动公司提供的DDN专线，与GPRS网络相连。由于DDN专线可提供较高的带宽，当电表数据采集点数量增加，中心不用扩容即可满足需求。
监控中心具有业务管理和计费管理功能，可对电力数据进行校验、计算、存储、分析、管理等，亦可对异常情况进行告警，同时对用户使用情况实时监控，保证电力局的合法收益。
2．2 产品特性
系统采用IWOW公司的TR800型号的GPRS无线透明数据传输终端。产品基于中国移动的GPRS网络，具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点，提供标准232串口可直接与计算机、RTU、PLC、GPS接收机、数码相机、数据终端等连接，实际传输速率达85.6Kbps，具有远程诊断、测试、监管功能，满足各行业调度或控制中心与众多远端站之间的数据采集和控制。TR800具有以下特性：
1．频段支持：三频 (EGSM900 / DCS 1800 / PCS 1900) and 四频 (GSM850 / EGSM 900 / DCS 1800 / PCS 1900)
2．高速GPRS传输: Multi-Slot Class 10和 Device Class B; 速率可达到 85.6kbps/Sec
3．内嵌协议: TCP/IP、 WAP、 MMS 以及 Push-To-Talk
4．工作温度: -20摄氏度至 +55摄氏度; 扩展工作温度*: -40摄氏度至 +85摄氏度
5．内存: 内含3M bytes可应用于客户应用程序
6．包含2个UART和1个SPI总线
7．包含1路数字及2路模拟音频接口
8．3.0至5.5伏工作电压
9．低功耗，优化的电源管理系统
10．尺寸: 紧凑的尺寸设计41.2 (长) x 36.0 (宽) x 3.0 (高) mm
11．重量: 8.3克 (包括屏蔽罩)
3．方案优点
基于GPRS无线电力远程抄表系统具备如下特点：
3．1 实时性强
中国移动的GPRS网络具有实时在线特性，系统无时延，可同步接收、处理多个/所有数据采集点的数据，可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。
3．2 支持远程控制设备
监控中心的上层软件通过GPRS网络可实现对主控节点以及居民小区的电表设备进行远程控制，进行参数调整、开关等控制操作。
3．3 系统投入成本低
GPRS无线公网平台具有覆盖范围广的特点，系统的搭建主要是在监控中心安装监控软件，在居民区安装主控节点和电表设备。由于使用GPRS无线公网平台，且其网络覆盖范围广，因此不需要为远程抄表系统进行专门布线，前期投资少、见效快，后期升级、维护成本低。加上系统使用性价比极高的GPRS模块TR800，极大降低了系统成本。
3．4 集抄范围广
GPRS覆盖范围广，在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以完成对集抄的控制和管理。而且，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。
3．5 系统的传输容量大
配电数据中心要和每一个电表数据采集点保持实时连接。由于电表数据采集点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。
3．6 数据传送速率高
目前IWOW的TR800其GPRS实际数据传输速率在80Kbps以上，完全能满足本系统数据传输速率（≥10Kbps）的需求。
3．7 运营成本低
采用移动GPRS包月计费方式，运营成本低。
4．安全防范措施
远程抄表系统的安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，通过以下几种安全防范措施的实施，即使出现硬件和软件故障，系统也不会中断运行。
1、APN专网接入
通过向中国移动申请GPRS企业接入，能将SIM卡和APN进行绑定，从而使得属于制定企业的SIM卡才能访问特定网络。其余普通手机号的GPRS终端无法登陆该网络。
2、软件用户认证
对于电表用户，可通过监控中心给每个主控节点分配特定的用户ID和密码， 其他没有监控中心分配的用户ID和密码的GPRS终端将无法登录进入系统。
3、安全的防火墙过滤，设置防火墙软件保障系统安全。
5．结论
以往的利用人手进行抄表的方式给工作人员带来极大的不便，由于电表数量众多，地理位置分散，需要消耗大量的人力物力。利用GPRS无线网络自动读取电表相关数据并加以分析，还可进一步进行远程控制或设备维护，可减少人力资源、缩短修护时间并节省专线建设成本。
京公网安备 11010802033920号
