有关GPRS技术运用到用电信息采集系统的探索

有关 GPRS技术运用到用电信息采集系统的探索

龙高翼 黄宁钰 田维维 周江山 娄曼

贵州省电力公司安顺供电局 安顺贵州 561000

摘要：GPRS技术的大力发展，属于我国未来通信领域发展之中必不可少的。比如，对于用电信息采集系统来说，其中的这项技术发挥出巨大的优越性。所以深入分析GPRS技术，将会促使用电信息采集系统的开发更加深入。这篇论文主要分为三部分进行分析，论文的前面部分主要介绍了一些基本概念，其中包括GPRS技术的基本原理。文章的中间部分介绍了GPRS技术在电信信息系统设计中的优势和不足。文章的最后详细分析了GPRS技术的具体应用场景。

关键字:GPRS；用电信息采集；无源GPRS外置通信模块；

引言

随着我国经济的快速增长，我国许多城市的用电量不断上升，相应的市场电力需求越来越大。为了更好地实现智能电网建设，也为了更好地进行电网服务，必须要实现电力系统信息采集自动化。如果可以将GPRS技术使用到用电信息采集系统中，那么就可以实现远程信息管理和采集。从而实现供电以及用电两端的信息传输。这种模式一方面保证了服务质量，另外一方面也符合国家的发展需求。未来的电网公司必然向着三个方向发展，一个是全面信息采集，一个是整体覆盖，还有一个是所有费用管控。在将来，国家电网公司就要实现这个目标。一旦实现了这样目标，电网公司的智能电网水平达到更高的水平。另外，在国家电网管理的过程中，必然会向着自动化、互动化以及信息化的方向发展，这也是未来的主要建设要求。

1. GPRS原理介绍

电表为对于用电信息进行采集，这些数据采集完成后，通过运用GPRS这一技术，信息要进行远距离传输。这种通信方式优势明显应是在生产生活中拥有广泛应用场景。GPRS技术包含许多种信道，在通讯中，一共可以选择4种不同的编码方案。对于用电信息采集来说，最常用的数据传输模式是透传模式。通过这种模式，可以将其中的数据处理中心和sim300C模块相互连接，最终实现数据的传输。以上数据在传输时候，通过串口，实现信息控制。基于这样，信息进行传输的时候，会有比较强的稳定性，同时也会确保数据信息具有完整性。 GPRS技术中可以使用的命令模式具有多样性，其中涵盖了大部分at命令。下面对于GPRS系统的整体结构进行介绍，具体的系统结构中的gsn代表的是系统中的支持节点，一共包含两种类型，一种是GGSN，还有一种是SGSN，后者可以对于MS的位置信息进行记录，同时，也可以承载一些数据的传输功能。比如，需要在MS以及GGSN之间进行数据传输，那么其中使用的GGSN主要的功能相当于网关，在这个节点中会进行分组数据包，同时还会对与其进行协议转换。系统结构中的PCU代表的是分组控制单元。其中的BG代表的是边PCU。其主要任务是建立路由功能。在用电信息采集系统中使用的GPRS网络接口中，如果想要运用GPRS技术来实现电信息采集，必然需要进行数据传输，数据传输需要遵循一定的编码格式，所以在数据采集的过程中，必须要运用到单片机，第1步会以三分钟为一次周期采集数据，同时，将采集到的4周数据进行打包，打包得到一帧数据信息。接着这一帧信息数据会通过GPRS传输到数据处理中心。数据帧的具体格式如表1所示：

表1 数据帧格式

表中包含有两个大括号，分别代表的是起始位和结束位。中间部分前期字节代表的是数据类型，后两个字节代表的是用电量具体数据。以上就是关于GPRS在用电信息采集中的一些重要概念，在使用GPRS技术时，还需要关注其三项关键指标，一个是移动性能指标，一个是容量指标，还有一个是干扰指标。

在系统中进行数据传输，必须要遵循一定的规范。信息传输中需要遵循对应的字节格式，字节格式如图1所示：

图1 字节格式

从图1中可以发现，在起始位之后是D0，其代表的是最低有效位。相应的最高有效位用D7表示。具体数据进行传输时候，先传输的是低位字节，随之才传输高位字节。这些数据传输的时候，会采用ft1.2异步式结构属于传输帧数据结构。其中使用的传输方向是DIR。其中的DIR还代表着数据的传输方向位，如果具体的数据是0，那么这个数据将会通过信息管理系统来实现次级传输，如果数据是1，那么将会由上一级进行传输。其中使用的启动标志为是PRM。PRM有两种状态，一种状态是一，还有一种状态是R。前者代表着数据来自于启动站，后者代表着数据来自于从动站。

2. GPRS技术特点与优势

对于GPRS而言，其属于通用分组无线服务技术。有了全球移动通信系统，才出现了这项技术的发展，其主要的业务是移动数据传输。并且，在这项技术中使用的无线调制标准和GSM保持一致。 除此之外，无论是TDMA帧结构，还是频带都和GSM保持相同。但是和GSM技术相比，GPRS技术存在多方面优势。首先从传输速度来看，GSM的传输速度是9.6KBps。然而GPRS技术可以将传输速度提高到171.2KBps。因此，在实际使用中，GPS技术可以实现较高的传输速度。另外，使用GPS技术可以带来更高的资源利用率。 对于GSM技术来说，主要使用电路交换技术，然而GPRS主要使用分组交换技术，于是GSM和GPRS资源利用率不一样。这项技术是通过多用户的业务来进行服务的，因此，可以更好地对于无线网络资源进行使用。如果使用GSM进行信息数据传输，必须要在使用之前花费10秒到半分钟的时间进行连接建立，然而如果使用GPRS技术，可以极大地缩短建立的时间。另外，GSM通信技术在费用的计算上是基于时间进行的，GPRS技术在信息数据传递中的费用计算是基于传输数据量的大小来获得的，因此相比来看，GSM技术传输相同的数据费用更高。这是由于用电系统的信息采集，往往会有间断性特征，还会有突发性这一特征。于是，GPRS技术更适用于用电信息采集系统。首先电表将会采集到对应的数据信息，接着这些数据信息会通过GPRS网络来进行发送，所有的数据最终都会聚集到电力公司。同时，如果电力公司需要传递数据到系统中，也可以通过GPRS网络来实现。

3. GPRS在用电信息采集系统中的应用。         

GPRS在变电站电量采集中的应用主要的目的是保证电力公司可以达到全面数据采集、全面数据覆盖、所有费用管控的目的。因此，需要在一些偏远的光缆变电站中使用GPRS技术来进行信息传递和数据采集。本文开发了无源GPRS外置通信模块如图2所示。

图2 无源GPRS外置通信模块

使用无源GPRS外置通信模块以后，可以准确地将变电站电量数据以及其他数据进行传输，并且其中不需要投入较高的成本，可以进一步减少抄表带来的成本。同时，无源GPRS外置通信模块还会运用在专变电量采集过程中。从目前的情况来看，针对专变用户来说，无论是催费任务，还是停电业务，都需要通过能力的方式来进行完成。这个过程中还会遇到许多的障碍。其中采用了无源GPRS，外置通信模块基于这个模块可以完成预付费功能，这项功能可以有效降低电费无法回收的风险。不但确保了各项信息数据采集的可靠性，同时还能保证其准确性。在这项应用中，无源GPRS外置通信模块主要的功能是连接主站系统以及专变采集终端系统。通过GPRS技术在这个领域的应用，一方面可以降低在数据获取过程中的成本，另外一方面也可以减少时间对于数据获取的束缚。最值得一提得是，通过GPRS技术，能对负荷实施远程管理，在线实时掌握用户的用电情况。在一些特殊情况下，可以采取拉闸限电的操作，进一步减小了电费回收以及预付费方面的风险。在抄表过程中，也可以使用GPRS技术。通过GPRS技术，可以将抄表终端系统和主站进行连接。连接以后，数据可以实时进行传递，这种应用最常用的场景是小区电能数据采集，最终进行远程数据获取。

4. 结语

在用电信息采集过程中，合理地使用GPRS技术，一方面可以保证电气数据获取的质量，另外一方面，也可以提高各项数据信息传递的效率。这项技术的应用为企业的管理节省了大量的成本，也可以为人工降低工作量，未来这项技术将会是企业实用的核心技术。

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