基于GPRS技术配电远程数据采集与监控系统分析

摘 要 GPRS技术在我国的运用较为成熟，为我国各领域通信事业的发展作出了巨大的贡献，笔者就对这种通信技术的特点进行探讨，并详细对这种技术应用于我国的配电系统远程监控及数据采集工作进行剖析。

关键词 GPRS；配电系统；远程监控；信息采集

中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0214-02

电力系统的通信技术对于保障电力的安全生产、可靠运营有着不可或缺的作用，也是现代电力系统实现自动化的关键技术之一，较之以过去的监控方式，GPRS技术有着无可比拟的优势，具体表现为对配电系统数据参数以及系统运行状况的时时监测，并可以对系统运行情况进行全天候无遗漏的记录，从而大大降低了配电运行时人力、物力的投入，从而达到配电自动化监控的目的。

1 GPRS特点及应用分析

GPRS是一种分组数据传输技术，它由GSM技术演变而来，能够为人们提供171.2kB/s的最大理论传输速率，实际传输速率大致在40kB/s～100kB/s左右，这样的速率基本可以满足多数人最基本的网络浏览需求。

由于GPRS管理网络以及骨干网络同属于IP网络，通信技术采用的也是IP协议，因此，每个接入GPRS网络的用户都会分配到一个独有的IP地址，这个IP地址可以为静态的，也可以为动态的，与过去的GSM通信技术相比，GPRS技术可以直接让用户通过手机来浏览任何的互联网网页。

GPRS技术是通过共享无线信道进行信息的传递，使用IP Over PPP来实现终端设备高速、远程的接入网络，此外，这种技术更有按数据流量计费且快捷灵敏、永不掉线的优点，因此，将其应用于配电系统中，完全能够满足配电系统对通信技术持久性、小规模流量、时时监控数据传递的要求，所以具有较高的经济效益。GPRS使用共享无线信道，通过IP Over PPP来达到数据终端的远程、高速接入。

2 GPRS技术应用于配电系统数据采集机监控系统分析

2.1 GPRS配电监控系统构成

GPRS配电监控系统的组成根据信息传递环节可以分为四个部分，这四个部分包括现场监测终端、GPRS网络、数据网和监测中心服务器。

现场监测终端是利用它内置的GPRS模块将数据分组，传输进GPRS网络，然后再通过网络协议传达至外部数据网，外部数据网对数据进行处理后发送至监测中心服务器上，这样在监测中心的工作人员就能够对信息数据进行分析、整理，并下达相应的指令，通过以上流程的反向传递，将指令传递回现场监测终端，从而达到了远程控制的目的。这个结构中所使用的外部数据网可以为配电系统的专用数据网也可以是因特网，但都必须满足TCP/IP协议。

2.2 GPRS监测系统功能简述

该监测系统的功能大致有故障自动报警、数据信息采集与传送、实时监控等，现场监测终端能够对电力的基本运行情况、线路附近气候温度与湿度、线路运行温度、区域风速与风向以及线路振动等八项数据进行信息的采集整理，并实时上传至监测中心。监测中心在获得这些监测数据后，会绘制出在固定时间内电力系统各项运行数据的曲线图，为技术人员对电力系统状况分析提供实时、有效、直观的参考依据。

2.3 现场监测终端的构成

电源、MCU、传感器、存储器以及GPRS模块共同组成了现场监测终端。

2.3.1电源

系统所用电源是采用太阳能电池板和锂电池结合供电的方法，通过转化线路，将电源提供给传感器和MCU等元部件所需的电压直流电。

2.3.2 MCU

MCU的选择可考虑PXA255型号的32位处理器，这种处理器功能较为全面、而且具有集成性高、性能稳定的优点，它完全能够满足配电线路及设备在较为恶劣的环境下进行监控的要求。

2.3.3传感器

系统中可通过加装温度、震动、风向/风速等传感器，来对配电系统中的设备及线路进行远程、无人值守的监控，温度传感器能够对设备或线路附近气候温度以及设备、线路运行温度进行监测，而震动传感器能够对供电系统中线路的震动进行监测，而风向/风速传感器能够实现对设备、线路附近的风向和风速数据进行采集和传送。

2.3.4存储器

系统中的信息数据存储设备科采用Flash存储器，这种存储器在遭遇系统突然断电，依然能够对数据进行保护避免意外丢失，存储器的作用是将监测中心IP、口令、端口号以及传感器采集到的信息进行存储，存储器与处理器通过地址总线和数据总线复用的方式，并配合地址锁存器来实现对低八位地址的锁定。

2.3.5 GPRS模块

GPRS模块是系统中较为重要的一个组件，主要负责信息通信工作，系统组件是可考虑使用MOTO产的Wavecom模块，该模块属于较为完整的手机模块，它主要用作对GPRS以及GSM网络间的信令转换，该模块在使用时必须拥有一张已开通GPRS业务的SIM卡才能实现信息数据的传递和系统远程控制功能。

2.4软件组成部分

2.4.1 GPRS网络连接

在系统运行前，要对GPRS模块进行初始化操作，这一工作包括对接入点、工作模式等进行设定，设定完成以后就能连入GPRS网络了，它的连接过程需满足PPP协议，该协议帧格式可参照下表：

2.4.2数据的传输

监控系统在对配电系统运行状况进行监控时，数据采集工作完成后，会应用TLV格式对采集到的信息数据进行打包，然后按固定的长度把包分块，最后，再通过程序将分块的数据按先后顺序传输至监测中心。

3 结论

笔者在本文中简要分析了在GPRS技术下实现对配电系统进行远程数据采集与监控的技术工艺，目前，这种监控系统在我国实际配电监控工作中获得了良好的效果，为电力企业创造了不小的经济效益。

参考文献

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