吳銳 孫銀香

摘要：該文介紹了利用GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了輸油站場(chǎng)電量數(shù)據(jù)無(wú)線采集方案，設(shè)計(jì)了由電量采集器、GPRS模塊、監(jiān)控中心等組成的電量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和傳輸。

關(guān)鍵詞：GPRS；監(jiān)控中心；電量采集系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP302.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）24-5783-02

Implementation of Electric Quantity Collection In Pump Station Based on GPRS

WU Rui， SUN Yin-xiang

（Information Management， Sinopec Pipeline Storage and Transportation Company Division， Xuzhou 221008， China）

Abstract： This paper presents a solution using GPRS to implement electric quantity collection in pump stration. A system of electric quantity collection including collection unit， GPRS module，supervisory center is designed. This system implements real time data acquisition and transmission.

Key words： GPRS； supervisory center； collection system

1 概述

管道儲(chǔ)運(yùn)公司是一家進(jìn)行原油存儲(chǔ)和管輸?shù)膶I(yè)化公司，下設(shè)100多座原油加壓加熱輸油站場(chǎng)。每月各站場(chǎng)向公司總部上報(bào)電耗數(shù)據(jù)，公司總部及時(shí)進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)分析，為公司節(jié)能降耗提供數(shù)據(jù)支撐。以往采用人工讀取電能表數(shù)據(jù)的方式，這種方式無(wú)法保證數(shù)據(jù)采集的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，同時(shí)人工抄表的方式還非常不利于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。該文采用無(wú)線傳輸方式，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于GPRS的電量數(shù)據(jù)無(wú)線采集系統(tǒng)。

2 GPRS技術(shù)介紹

GPRS（general packet radio service）通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)，是在GSM全球移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之上發(fā)展起來(lái)的，為用戶提供高速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一種新的網(wǎng)絡(luò)。GPRS技術(shù)是當(dāng)今GSM網(wǎng)向3G移動(dòng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡的關(guān)鍵技術(shù)，與GSM通信相比具有許多新的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)[1-2]。

1） 可充分利用現(xiàn)有資源—中國(guó)移動(dòng)全國(guó)范圍的電信網(wǎng)絡(luò)—GSM，方便、快速、低建設(shè)成本地為用戶數(shù)據(jù)終端提供遠(yuǎn)程接入網(wǎng)絡(luò)的部署；

2） 傳輸速率高，GPRS數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)到57.6Kbps，最高可達(dá)到115Kbps—170Kbps，完全可以滿足用戶應(yīng)用的需求，下一代GPRS業(yè)務(wù)的速度可以達(dá)到384Kbit/s；

3） 接入時(shí)間短，GPRS接入等待時(shí)間短，可快速建立連接，平均為兩秒；

4） 提供實(shí)時(shí)在線功能 “alwaysonline”，用戶將始終處于連線和在線狀態(tài)，這將使訪問(wèn)服務(wù)變得非常簡(jiǎn)單、快速；

5） 按流量計(jì)費(fèi)，GPRS用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，用戶可以一直在線，按照用戶接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來(lái)收取費(fèi)用，沒(méi)有數(shù)據(jù)流量的傳遞時(shí)，用戶即使掛在網(wǎng)上也是不收費(fèi)的。

3 輸油站場(chǎng)電量數(shù)據(jù)無(wú)線采集方案

電量數(shù)據(jù)無(wú)線采集的原理是：電量數(shù)據(jù)由智能電表通過(guò)RS-485通信接口傳到電量采集器，電量采集器通過(guò)RS-232口將數(shù)據(jù)送入GPRS模塊，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)協(xié)議封裝后發(fā)送到中國(guó)移動(dòng)的GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至公司總部數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成用戶所需的各類統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。原理示意圖如圖1所示。

4 電量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)由硬件和軟件兩部分組成。其中，硬件部分主要完成數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)等功能；軟件部分則完成對(duì)硬件控制、對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理等功能。

4.1 電量采集器

電量采集器同時(shí)與智能電能表及監(jiān)控中心通訊，是整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中承上啟下的關(guān)鍵部分。采集器通過(guò)RS-485接口直接連接到電能表上，既可支持單個(gè)電能表，也可同時(shí)支持多個(gè)電能表，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能表參數(shù)的采集、存儲(chǔ)、預(yù)處理。同時(shí)，通過(guò)RS-232接口控制GPRS模塊建立同基站的連接。

4.2 GPRS模塊

GPRS作為通信通道，在系統(tǒng)中具有重要作用。從電量采集器采集的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS傳送到監(jiān)控中心服務(wù)器，然后接收監(jiān)控中心返回的統(tǒng)計(jì)信息及控制指令。GPRS模塊選用西門子公司的MC39I模塊，使用標(biāo)準(zhǔn)的AT命令格式。命令有模塊、網(wǎng)絡(luò)、SIM卡相關(guān)的設(shè)置和狀態(tài)查詢的命令。

4.3 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心與GPRS網(wǎng)絡(luò)的通信需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的管理軟件，主要功能是實(shí)現(xiàn)接受和發(fā)送TCP協(xié)議的IP，以實(shí)現(xiàn)與GPRS的IP協(xié)議相互通信，完成現(xiàn)場(chǎng)電量采集器與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)交換[3-4]。

管理軟件采用了先進(jìn)的面向?qū)ο蠹夹g(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)、將各種不同的功能封裝成相互獨(dú)立的模塊，其主要功能如下：

1） 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示。通過(guò)繪制各輸油站場(chǎng)變電站關(guān)鍵參數(shù)表、電量趨勢(shì)圖，并以web方式發(fā)布，用戶可以方便直觀的看到當(dāng)前的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

2） 異常事件告警。當(dāng)輸油站場(chǎng)變電站電量采集器檢測(cè)到掉電、上電、缺相等異常事件時(shí)，會(huì)主動(dòng)上報(bào)監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心顯示告警畫面，并將異常信息以短信的形式發(fā)送到有關(guān)人員的手機(jī)上，使異常事件得到盡快解決。

3） 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析?？梢园慈我鈺r(shí)段統(tǒng)計(jì)電量，自動(dòng)匯總整條管線的用電量，自動(dòng)篩選出用電異常的輸油站場(chǎng)，供專業(yè)人員分析異常原因。

4） 歷史數(shù)據(jù)查詢?？梢圆樵兏鬏斢驼緢?chǎng)用電量歷史數(shù)據(jù)。對(duì)用電量按照任意選定的對(duì)象、時(shí)間段進(jìn)行同比和環(huán)比。

5） Web信息發(fā)布。授權(quán)用戶以瀏覽器方式訪問(wèn)系統(tǒng)，可以查詢或打印數(shù)據(jù)、報(bào)表和電量曲線。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，利用Internet+GPRS的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，只需安裝好終端設(shè)備即可完成接入系統(tǒng)工作，與傳統(tǒng)的微波、載波、無(wú)線電臺(tái)、等傳輸相比不需投資專用設(shè)備，一次性投資少、見效快。由于本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)完全無(wú)人工干預(yù)的自主工作， 因此它可以在有效保證數(shù)據(jù)通訊暢通的前提下大大地提高了工作效率， 節(jié)省了人力。應(yīng)用本系統(tǒng)軟件， 可以從最大程度上保證數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性， 數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?安全性和完整性[5]。因此，此方案的應(yīng)用前景非常廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1] 栗玉霞，徐建政，劉愛兵.GPRS技術(shù)在自動(dòng)抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2003，23（12）：52-54.

[2] 呂捷.GPRS技術(shù)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2001.

[3] 黃志強(qiáng)，韓月霞，周茂.基于GPRS-Internet的城市路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)現(xiàn)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2007（1）.

[4] 高吉祥，張興華.基于PTR8000的無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，8（2）：73-76.

[5] 楊瑞霞.基于GPRS電力無(wú)線抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電測(cè)與儀表，2007（12）.