浅谈基于GPRS通信实现的无线远程自动抄表系统应用

浅谈基于GPRS通信实现的无线远程自动抄表系统应用

丁正胜江云波彭坤

（国网安徽省电力公司宿松县供电公司安徽宿松246500）

摘要：传统的手工抄表不但劳动强度大、工作效率低、浪费大量人力物力，还会存在一定的人生安全危险，由人工抄表所带来的漏抄、误抄、估抄等都会给企业造成不可估量的损失。特别是随着“一户一表”的不断增多以及阶梯电价的全面实施，供电企业电量抄录的工作量急剧膨胀，传统的抄表模式已经不能适应当前信息化发展的要求。如何采用当前的新技术设计出一种投资较少、安装及维护方便、通讯可靠、计量准确的无线远程自动抄表系统已经迫在眉睫。结合近年来无线通信与电力线载波通信技术的不断发展与应用，本文提出了一种基于GPRS通信实现的无线远程自动抄表系统，并在实践中得到良好应用。

关键词：GPRS；电力线载波；自动抄表系统

一、系统应用背景

随着“一户一表”的不断增多以及阶梯电价的全面实施，供电企业电量抄录的工作量急剧膨胀，传统的人工抄表方式根本无法适应现代化用电管理的需要。传统的手工抄表方式暴露出日益严重的质量和效率问题，抄表环节已成为电力营销的严重瓶颈，解决这一问题的根本途径是急需采用先进的抄表技术和抄表手段，开发出一种投资较少，安装及维护方便，通讯可靠，计量准确的电能表远程自动抄表系统，即实现远程自动抄表。远程自动抄表系统是不需要人员到达现场，使用计算机技术、通信技术、网络技术和微电子技术相结合，通过一定的网络设备建立通讯联系，具有高度集成性，集软件、硬件为一体，对各种范围内电力用户实时用电量信息以及各种故障信息数据自动正确采集、传输、统计及综合分析的系统。具有抄收速度快、计算精度高、抄表同时性好、可直接与SG186营销系统联网等突出的优点。采用自动抄表系统可以降低抄表人员的劳动强度、降低人为因素造成的抄表误差，并能迅速的统计实时线损。

二、系统的通信设计

制约远程自动抄表系统自动化发展的一个重要因素就是配电网结构复杂，用户线路数据多、位置分散。因此，通信系统的设计是保证远程自动抄表系统稳定、可靠的重要基础。目前一般可供选择的通信方式有无线电、电话线、载波和光纤。通信媒体中，最受关注的还是电力线载波（PowerLineCarrier，PLC）通信，这是由于PLC线路遍布各地，从发电厂到各个居民家庭无所不至，不需重新布线，可以节省大量的人力物力。电力线载波通信是指将信息调制为高频信号后叠加在电力线路上进行通信的技术，在同一变压器区域下，一个集中器采集若干个采集器或电能表的数据，构成一个基于电力线的通信网。利用低压电力线作为远程自动抄表系统的底层数据通道，不仅运行成本低，而且非常经济，其优势在于：

①电力线是属电力部门完全控制的通信信道，不必另外铺设通信信道；

②电力线是所有住房和建筑物的基础设施，以电力线作为通信信道可大大节省铺设通信信道的投资；

③几乎不需要维护或维护量极小；

④以电力线为通信信道可以灵活地实现即插即用；

⑤计量和抄表相对独立，换表不影响集抄，调试集抄不影响计量；

⑥能够实现分时计费。

目前移动GSM网络覆盖面几乎遍及全国，在GSM基础上的GPRS网络也日益完善，因此构建远程自动抄表系统的中间层数据通道时，完全可利用现成的GPRS无线网络而不必重新建设新的基站。这种远程自动抄表系统，其特点是组网简单，建设费用低，系统无需变更就可以推广到不同地域使用。供电企业可利用GPRS移动数据网络对各重要电力节点、大用户电表进行监控，自动读取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有线或者专线建设成本。

三、系统结构

基于GPRS通信实现的无线远程自动抄表系统是以计算机应用技术、现代数字通信技术、低压电力线载波数据传输技术为基础的大型信息采集处理系统。作为电能量的传输线路而非信号传输线，该系统采用了大量的新技术手段来解决采集到的数据在电力线上的传输，从而保证了100%的可靠性。该系统主要由主站系统、集中器、采集器（或采集模块）、电能表和通信通道构成，通过网络还可以和供电公司的营业收费系统相连，实现抄表收费一体化。

系统间主要通信方式如下：主站与集中器通过GPRS/CDM方式连接；集中器与采集器通过电力线载波方式连接；采集器与电表通过RS485接口连接。

系统构建方案，总体构建思想：构架分层，便于扩展。应用框架及模块化，便于分步实施。基于标准化，便于信息集成。逐层建设，分布实施。

图1：系统结构

四、系统实现的主要功能

系统功能主要由系统设置、数据采集、资料录入、用量查询、用电监控、异常分析、报表生成、系统维护、计费业务、自动报警、外部接口等部分组成。

五、系统的主要硬件安装与功能

1、智能载波GPRS/CDMA集中器

集中器可安装在居民住宅的箱变或台变一侧，通过GPRS/CDMA与主站系统进行数据通讯，通过低压电力线，抄收各载波采集器（载波模块）已存储的客户电能表数据抄收。并能抄收箱变或台变的总表数据。

2、智能载波485采集器

可安装在居民小区或商业区的集中式电能表表箱，用于采集多只电能表的485总线数据，数据经处理和存储后，可通过低压电力线，以载波方式将数据上送到集中器。

六、系统的主要优点

1、可对电表设备进行远程控制；2、实时性强；3、集抄范围广；4、数据传送速率高；5、系统的传输容量大；6、建设成本少低；7、通信费用低。

七、系统应用

基于GPR的无线远程自动抄表系统已在宿松供电公司安装运行近两年。该系统运行稳定可靠，效果良好，远高于国网公司的电力载波抄收成功率达95%的要求，实际应用基本能达到100%的抄收成功率。对减少运营成本、降低线损、加强用电营销管理和提高电网供电质量起到了积极作用，受到营抄人员一致好评。

八、结束语

对于供电企业来说，抄表一直是一件非常头疼的事情，需要投入大量的人力、物力和财力。因为电表数量众多，地理位置分散，给工作人员带来极大的不方便。采用GPRS网络远程数据通信方法解决了此问题，同时也解决了远程监测系统通信问题，比起其它有线通信方式有着不可比拟的优越性。由于采用的是无线模式，数据传输的安全性也得到了很大的提高。相信随着GPRS网络的逐渐完整和应用技术的不断成熟，基于GPR的无线远程自动抄表系统必将广泛应用。

参考文献：

[1]任工昌；王党席.基于GPRS和PLC的远程抄表系统可靠性设计与研究.机械设计与制造，2009，（12）.

[2]唐伟；张建波；范文宾.基于GPRS技术的远程抄表系统设计.电力系统通信，2004，（11）.