電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

◆ 處理器:32位ARM CPU，菲利普LPC2132，64K FLASH，16K SRAM。

◆ 通訊通道:2路485通訊，完全光隔離，可抗雷擊，1路RS322通訊。

◆ 通訊頻率:433M。

◆ 實時時鐘:采用菲利普時鐘芯片PCF8563，極低功耗，實時時鐘電路支持后備電池，后備電池采用高品質(zhì)2032紐扣電池，電壓3V。

◆ 存儲:采用ATMEL公司DATAFLASH芯片AT45DB041B，一共512K字節(jié)存儲空間，最小寫入頁 264字節(jié)，每個頁至少10 萬次擦寫壽命。

◆ 電源:2路完全獨立的電源。1路為CPU、存儲、無線、時鐘等供電，電壓3.3V;1路專為RS485供電，電壓5V， 通訊鏈路之間采用光藕隔離。

◆ 指示燈:主板提供3個指示燈，最左邊的紅色指示燈是電源指示燈，不能控制，右邊2個綠色指示燈用來作系統(tǒng)狀態(tài)指示，完全受程序控制。

◆ 將短距射頻技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用于電力自動抄表，兼具傳統(tǒng)抄表終端功能。

◆ 安裝簡單快捷，施工量小。每臺區(qū)僅需2至3天即可安裝完工，隨裝隨用。

◆ 大幅節(jié)省集抄投入，綜合成本僅為485總線方式和載波傳輸方式的1/2到1/3。

目前，城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民用戶電表抄收和臺區(qū)計量點抄收除傳統(tǒng)的手工抄收方式和紅外抄表外，很多供電企業(yè)正不斷地開發(fā)及嘗試新的抄表方式，以提高抄表工作的效率和準(zhǔn)確性?？紤]到新的抄表方式必須兼顧技術(shù)的先進(jìn)性、推廣的經(jīng)濟(jì)性、使用的方便性和可靠性，以及系統(tǒng)的兼容性。"射頻抄表終端+射頻手持機"抄表方式是性價比極高的一種新方式，特別適用于城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民用戶電表抄收。

◆ 終端自動抄表

抄表員到達(dá)現(xiàn)場后，選擇"終端抄表"，抄表器會自動搜索無線通訊有效距離范圍內(nèi)的所有終端，并列表顯示。 選擇需要抄表的終端，按"抄表"鍵，終端自動將與此終端相連接的所有電表數(shù)據(jù)抄收并保存到抄表器中。

◆ 手工輸入抄表

抄表員可以按照以前的習(xí)慣按臺區(qū)、抄表順序抄表。也是只需要按鍵，抄表器就會自動將所要抄表的用戶電抄收并表數(shù)據(jù)保存到抄表器中。

◆ 查找用戶抄表

抄表員可以查找所需抄表的用戶，查找到以后抄表器會自動將用戶電表數(shù)據(jù)抄收并保存到抄表器中。

◆ 抄表統(tǒng)計分析

抄表員可以實時統(tǒng)計已抄和未抄用戶數(shù)、抄表總電量以及抄表率等數(shù)據(jù)，方便實時分析線損率。

◆ 抄表終端管理

主要是對無線抄表終端進(jìn)行管理和設(shè)置。用來設(shè)置抄表終端的編號、時間、日期、與終端相連接電表的地址、電表更換等。

◆ 處理器:三星S3C44B0芯片(ARM7)

◆ 存儲器:3.5MB~128MB

◆ 屏幕:128x128，超亮背光。

◆ 鍵盤:20鍵，透明按鍵，抗磨損、帶背光。

◆ 尺寸:16.3x6.9/5.3x3.2/2.2mm(長x寬x高)

◆ 重量:145克(不含電池和擴展模塊)

◆ 擴展:RFID模塊、條碼模塊。

◆ 接口:USB口(支持U盤通訊方式)

◆ 電池:2節(jié)5號電池，兼容普通電池和鎳氫充電電池(可以通過USB口充電)

◆ 無線連接:短距無線射頻。

◆ 特殊功能:內(nèi)置高亮白色LED照明，可以替代手電筒照明，支持真人發(fā)聲。

◆ 將短距射頻技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用于電力自動抄表，兼具傳統(tǒng)抄表終端功能。

◆ 安裝簡單快捷，施工量小。每臺區(qū)僅需2至3天即可安裝完工，隨裝隨用。

◆ 大幅節(jié)省集抄投入，綜合成本僅為485總線方式和載波傳輸方式的1/2到1/3。

由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，因此監(jiān)測中心計算機需要一個固定的IP地址或固定的域名，各個電表數(shù)據(jù)采集點采用GPRS模塊通過IP地址或域名來訪問該主機，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

1、電表數(shù)據(jù)采集點:

電表數(shù)據(jù)采集點位于居民小區(qū)的信息中心，居民用戶的用電數(shù)據(jù)由復(fù)費率電表首先通過RS485接口通過雙絞線連接到位于小區(qū)信息中心的電表集中器，電表集中器再通過RS232接口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端相連。通過GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置嵌入式處理器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GSM網(wǎng)絡(luò)，通過 GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送至電力公司數(shù)據(jù)中心電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)電表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的實時在線連接。

電表集中器通過RS485接口直接連接到電表上，既可支持單個電表，也可以同時支持多個電表，實現(xiàn)對電表參數(shù)的采集、存儲、預(yù)處理或并將采集到的電表數(shù)據(jù)實時傳送到配電中心;同時，電表集中器還可將配電中心發(fā)送的遙控指令傳給電表控制模塊，對電表進(jìn)行控制操作。

2、配電中心。

a)公網(wǎng)接入方案

服務(wù)器采用公網(wǎng)方式接入Internet，如ADSL撥號/電信專線寬帶上網(wǎng)等，申請公網(wǎng)固定IP地址;可以實現(xiàn)中小容量的電表數(shù)據(jù)采集應(yīng)用。

b)專網(wǎng)接入方案

服務(wù)器采用省移動通信公司提供的DDN專線, 申請配置固定IP地址，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)采集點數(shù)量增加，中心不用擴容即可滿足需求，可實現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)采集應(yīng)用。

監(jiān)控中心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，后傳送到監(jiān)控中心計算機主機，通過系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行還原顯示，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這樣進(jìn)一步增強了系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信安全性能。

配電中心計算機主機可進(jìn)行業(yè)務(wù)管理和計費管理，對電力數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗、計算、存儲、分析、管理等，可對異常情況進(jìn)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。

3、GPRS/GSM移動數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò):

電表集中器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過中國移動的GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，最終傳送到監(jiān)控中心IP地址。

各電表使用GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端，通過移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)與配電中心相連。

電表使用GPRS普通數(shù)據(jù)卡或APN專用數(shù)據(jù)卡，同時監(jiān)控中心對各點GPRS終端編號進(jìn)行登記, 并與采集點信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以便識別和維護(hù)處理。采集中心運行數(shù)據(jù)采集中心系統(tǒng)軟件，實時采集電表數(shù)據(jù)。

凡電力局授權(quán)的信息采集點均可以使用本系統(tǒng):

1、電表數(shù)據(jù)采集點必須使用移動統(tǒng)一的APN卡，用戶使用本卡只能用于與供電局?jǐn)?shù)據(jù)中心通信。

2、終端設(shè)備使用夢網(wǎng)科技公司提供的GPRS移動數(shù)據(jù)通信終端。

3、用戶登記:符合供電局的規(guī)定。

推薦省級配電中心通過公網(wǎng)使用APN接入到移動GPRS網(wǎng)，這種方式成本比較低，安全性比較高，而且速度和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量都保障;也可以通過GPRS專線接入到移動GPRS網(wǎng)，這種方式成本高，安全性高、穩(wěn)定可靠。

由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，配電中心計算機主機配置固定的IP地址，各個電表數(shù)據(jù)采集點采用GPRS模塊和該主機進(jìn)行通信。

系統(tǒng)采用MRM6155 DTU無線透明數(shù)據(jù)傳輸終端。產(chǎn)品基于中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)，具有高性能、高可靠及抗干擾能力強等特點，提供標(biāo)準(zhǔn)RS232/RS485接口, 可直接與PC、單片機系統(tǒng)、RTU測控終端、PLC、GPS接收機、數(shù)據(jù)集中器等連接，具有遠(yuǎn)程診斷、測試、監(jiān)管功能，滿足各行業(yè)調(diào)度或控制中心與眾多遠(yuǎn)端站點之間的數(shù)據(jù)采集和控制。

? 高度集成GPRS和TCP/IP技術(shù)，可實現(xiàn)點對點，點對多點等靈活的無線組網(wǎng)方式

? 內(nèi)置嵌入式CPU完成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持PPP、ICMP、TCP、UDP、DNS等協(xié)議，為用戶數(shù)據(jù)提供透明傳輸通道

? 性能穩(wěn)定，保證野惡劣環(huán)境下長期可靠工作，內(nèi)置看門狗電路

? 支持永遠(yuǎn)在線模式，用戶可設(shè)置心跳間隔時間和心跳包，保持設(shè)備長期在線

? 在網(wǎng)絡(luò)故障或中心關(guān)閉等情況下，DTU具有條件恢復(fù)后自動重連功能

? DTU能夠工作在全透明傳輸方式下保證100%不丟失，除非網(wǎng)絡(luò)故障

? DTU能夠工作在全透明傳輸模式和用戶指令模式，以給DTU傻瓜型和靈活性雙重角色

? 支持中心為固定IP方式或動態(tài)IP+動態(tài)域名解析方式

? 提供RS232/RS485/RS422通訊接口，波特率可選擇，從300bps到115200bps，開始位/停止位/奇偶校驗可選，RTS/CTS流控可選

? 支持近端和遠(yuǎn)程參數(shù)配置與訪問

? 支持遠(yuǎn)程喚醒

? 內(nèi)置FLASH存儲器，能夠長期保存用戶配置的參數(shù)

? 支持串口升級固件程序

? 支持APN數(shù)據(jù)專網(wǎng)業(yè)務(wù)

? 抗干擾設(shè)計，適合電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用場合

由于電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的特殊性，本系統(tǒng)需要極高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性。安全保障主要是防止來自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無意的破環(huán)，穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時不間斷運行，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障，系統(tǒng)也不能中斷運行。

1、APN數(shù)據(jù)專網(wǎng)模式:企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中配置APN服務(wù)器，移動終端使用APN數(shù)據(jù)專網(wǎng)，由于采用數(shù)據(jù)專網(wǎng),服務(wù)器與公網(wǎng)Internet隔離,可以有效避免非法入侵。

2、用SIM卡的唯一性，對用戶SIM卡手機號碼進(jìn)行鑒別授權(quán)，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對SIM卡號和APN進(jìn)行綁定，劃定用戶可接入某系統(tǒng)的范圍,只有屬于指定行業(yè)的SIM卡手機號才能訪問專用APN，移動終端與數(shù)據(jù)中心采用中國移動分配的專門的APN進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)接入，普通手機的SIM卡號無法呼叫專門的APN。

3、可以為每個GPRS數(shù)據(jù)傳設(shè)備單獨配置 DTU ID號和密碼，通過數(shù)據(jù)中心在其登陸時進(jìn)行應(yīng)用層認(rèn)證，其他沒有數(shù)據(jù)中心分配的DTU ID號和密碼的GPRS的設(shè)備將無法登錄進(jìn)入系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步增強。

4、數(shù)據(jù)加密:可對整個數(shù)據(jù)傳送過程進(jìn)行加密保護(hù)。

5、網(wǎng)絡(luò)接入安全鑒定機制:采用防火墻軟件，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)和安全防范功能，保障系統(tǒng)安全。

對于電力部門來說，遠(yuǎn)程變電站抄表一直是一件非常頭疼的事情，需要投入大量的人力、物力和財力。因為變電站數(shù)量眾多，地理位置分散，給工作人員帶來極大的不方便。電力公司也可利用GPRS移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)對各重要電力節(jié)點進(jìn)行監(jiān)控,自動讀取相關(guān)數(shù)據(jù)并加以分析，還可進(jìn)一步進(jìn)行遠(yuǎn)程控制或設(shè)備維護(hù)，可減少人力資源、縮短修護(hù)時間并節(jié)省專線建設(shè)成本。