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远程抄表集中监控系统

随着新一代移动通讯业务的产生和全面投入,无线移动数据通讯的应用也越来越广泛。安全的数据传输和永远在线特点,配合按流量收费的资费方式,使GPRS通讯在工业控制、环境保护、道路交通、商务金融、移动办公、零售服务等行业中的应用具有无可比拟的性价比优势。采用GPRS无线通讯网络的移动IP通讯,既可独立作为数传通道,也可作为已经架设光纤、数传电台等方式的辅助手段。    

本系统除了准确、实时抄表外,还提供了设备管理功能,如告警:开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过载告警等;控制:对欠费用户进行拉闸等。并提供停电数据保护功能,在停电48--72小时内仍可抄表和监控。本系统结合联通公司的短信平台,在告警时,可根据具体内容发短信给相关的管理人员。

本系统提供丰富的接口,可与电业系统的MIS系统链接或进行二次开发。抄表软件系统数据库为ORACLE数据库,运行于WIN98/2000/XP、NT的操作系统,易于使用。软件所能管理的用户数量没有限制。

 

系统构架:本系统由电度表,采集器,F2103 GPRS IP MODEM传输终端,带系统软件的主站组成。手持终端是本系统的补充,在系统出现意外时进行人工抄表。

系统组成

电能表:A)三相有功无功多功能表,有功0.5级、无功2级,具有RS485通讯接口,电力部DL/T645通讯规约。B)三相有功复费率表,有功1级,具有RS-485通讯接口,电力部DL/T645通讯规约。

采集器:采集器主要特征如下:采用24个I/O口,可带24户电度表,停电数据保护,带后备电源,停电后仍可抄表。

传输终端:传输终端采用厦门四信的F2103,实时永久在线,内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈,透明传输,同时支持RS232和RS485,支持多种工作模式,支持虚拟数据专用网。

中心软件系统:基于ORACLE数据库的抄表软件,用户数量无限制,安全可靠,运行和处理速度快 ,功能丰富完善。

系统总架构   

多个电表通过RS485通信接口把电表数据传到采集集中器上,采集集中器通过RS485通信接口和四信通信的IP modem(F2103)连接,远程数据中心服务器可以使用APN专线或普通ADSL等作为网络接入。当F2103通过GPRS网络连接到远程数据中心服务器主机,建立透明数据通道后,采集终端产生的数据只要送到串口,F2103就会把收到的数据原封不动地发送到数据中心服务器主机;同时服务器主机下发的命令通过通道传输到F2103后,F2103通过串口送到采集终端,从而实现了数据双向透明传输。

系统功能

(1)设置电能表的参数,读取各种计量和管理数据;

(2)抄表数据的统计、查询、备份、报表、图表生成;

(3)厂站管理;

(4)自动抄表、定时上报、实时查询等;

(5)掉电数据保存;

(6)瞬时量数据的综合处理;

(7)系统数据备份、存档和向外输出数据;

(8)历史数据事件记录功能;

(9)实时报警;

(10)根据线路上的表计关系计算线路损耗;

(11)可提供多路模拟量、开关量输入,实现开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过压告警、过流告警、过

      载告警、倾斜或移动报警等其他功能;

(12)远程控制断电功能;

(13)采集的参数丰富,

如:a.当前、上月、正向有功、反向有功、无功四象限的总及尖、峰、平、谷四费率电量;

    b.正向、反向、有功、无功的最大需量及最大需量发生时间;

    c.有功功率、无功功率、三相电压、三相电流、功率因数;

    d.失压累计次数、失压累计时间、集抄器停电起止时间等;

    e.单位时间负荷曲线、三相电流曲线、三相电压曲线、有功功率曲线、无功功率曲线、功率因数曲线。

 

系统拓扑图如下图所示:

系统架构实施

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传输模块与采集终端连接     

无线传输模块同时支持RS232/485接口,可通过RS232/485与终端通讯。本系统采用的是485的接口方式。采集器的接线线序如下:

 

数据中心网络接入方式分析

1. APN专线接入    

中心采用APN专线,所有点都采用内网固定IP,客户中心通过一条2M APN专线接入移动公司GPRS网络,双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接,在GGSN与移动公司互联路由器之间采用GRE隧道。    

为客户分配专用的APN,普通用户不得申请该APN。用于GPRS专网的SIM卡才能进入专网APN,防止其他非法用户的进入。    

用户在内部建立RADIUS服务器,作为内部用户接入的远程认证服务器(或在APN路由器内,启用路由器本地认证功能)。只有通过认证的用户才允许接入,用以保证用户内部安全。    

用户在内部建立DHCP服务器(或在APN路由器内,启用DHCP功能),为通过认证的用户分配用户内部地址。移动终端和服务器平台之间采用端到端加密,避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。双方采用防火墙进行隔离,并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。    

中心采用APN专线接入的方式,在实时性,安全性和稳定性表现优异,适合于安全性要求较高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境。在资金允许的情况下之最佳组网方式。

2. ADSL拨号连接(动态公网IP地址)    

中心采用ADSL等INTELNET公网连接,采用公网动态IP+DNS解析服务的。客户先与DNS服务商联系开通动态域名,IP MODEM先采用域名寻址方式连接DNS服务器,再由DNS服务器找到中心公网动态IP,建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用,但稳定性受制于DNS服务器的稳定,所以要寻找可靠的DNS服务商。此种方案适合小规模应用。

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