浅谈ＧＰＲＳ在电力行业中的应用

　　【摘要】随着城市化不断推进，电力客户越来越多，城市电网的加速建设面临新的问题，探讨如何提高企业的管理水平，如何使用现代化的工具高质高效完成电力设备维护和抄表收费问题。
　　【关键字】
　　现如今，通讯技术的发展使网络日益普及，所有的网络已经开始成为数据传输的载体，他们传输各种信息、数据、以及各种媒体。随着电力行业信息化建设的不断深入，人们在各项工作中已经愈来愈离不开计算机了，但是我们现在只是简单地应用本地化的、局部的网络，并没有充分利用现有的通讯网络来提高我们企业的管理水平。近几年，ＧＰＲＳ作为无线通讯的一种延伸，承载着它快捷、便利的特点已经深入电力行业。
　　一、GPRS技术简介
　　1、GPRS的定义
　　GPRS的英文全称为GeneralPacketRadioService，中文含义为通用分组无线服务，它是利用"包交换"（Packet－Switched）的概念所发展出的一套无线传输方式。所谓的包交换就是将Date封装成许多独立的封包，再将这些封包一个一个传送出去，形式上有点类似寄包裹，采用包交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价，这对用户来说是比较合理的计费方式，因为象Internet这类的数据传输大多数的时间频宽是闲置的。此外，在GSMphase2+的标准里，GPRS可以提供4种不同的编码方式，这些编码方式也分别提供不同的错误保护（ErrorProtection）能力。
　　GPRS是一种新的GSM数据业务，它在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务。GPRS采用分组交换技术，它可以让多个用户共享某些固定的信道资源。如果把空中接口上的TDMA帧中的8个时隙都用来传送数据，那么数据速率最高可达164kbps。GSM空中接口的信道资源既可以被话音占用，也可以被GPRS数据业务占用。当然在信道充足的条件下，可以把一些信道定义为GPRS专用信道。
　　2、GPRS优势
　　相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术。由于使用了"分组"的技术，用户上网可以免受断线的痛苦(情形大概就跟使用了下载软件NetAnts差不多)。此外，使用GPRS上网的方法与WAP并不同，用WAP上网就如在家中上网，先"拨号连接"，而上网后便不能同时使用该电话线，但GPRS就较为优越，下载资料和通话是可以同时进行的。从技术上来说，声音的传送(即通话)继续使用GSM，而数据的传送便可使用GPRS，这样的话，就把移动电话的应用提升到一个更高的层次。而且发展GPRS技术也十分"经济"，因为只须沿用现有的GSM网络来发展即可。GPRS的用途十分广泛，包括通过手机发送及接收电子邮件，在互联网上浏览等。而GPRS的最大优势在于：它的数据传输速度不是WAP所能比拟的。目前的GSM移动通信网的传输速度为每秒9.6k字节，GPRS手机在今年年初推出时已达到56kbps的传输速度，到现在更是达到了115kbps(此速度是常用56kmodem理想速率的两倍)。除了速度上的优势，GPRS还有"永远在线"的特点，即用户随时与网络保持联系。
　　3、GPRS网络的实现
　　GPRS网络是基于现有的GSM网络来实现的。在现有的GSM网络中需要增加一些节点，如GGSN（GatewayGPRSSupportingNode，GPRS网关支持节点）和SGSN（ServingGSN，GPRS服务支持节点）。GSN是GPRS网络中最重要的网络节点。GSN具有移动路由管理功能，它可以连接各种类型的数据网络，并可以连到GPRS寄存器。GSN可以完成移动终端和各种数据网络之间的数据传送和格式转换。GSN可以是一种类似于路由器的独立设备，也可以与GSM中的MSC集成在一起。
　　4、GPRS的工作原理
　　GPRS工作时，是通过路由管理来进行寻址和建立数据连接的，而GPRS的路由管理表现在以下3个方面：移动终端发送数据的路由建立；移动终端接收数据的路由建立；以及移动终端处于漫游时数据路由的建立。第一种情况，当移动终端产生了一个PDU（分组数据单元），这个PDU经过SNDC层处理，称为SNDC数据单元。然后经过LLC层处理为LLC层通过空中接口送到GSM网络中移动终端所处的SGSN。第二种情况，一个公用数据网用户传送数据到移动终端时，首先通过数据网的标准协议建立数据网和GGSN之间的路由。数据网用户发出的数据单元（如PSPDN中的PDU），通过建立好的路由把数据单元PDU送给GGSN。而GGSN再把PDU送给移动终端所在的SGSN上，SGSN把PDU封装成SNDC数据单元，再经过LLC层处理为LLC帧单元，最终通过空中接口送给移动终端。第三种情况是一个数据网用户传送数据给一个正在漫游的移动用户。这种情况下的数据传送必须要经过归属地的GGSN，然后送到移动用户A。
　　二、GPRS应用
　　GPRS是在现有GSM网络上开通的一种新型的分组数据传输业务，在有GPRS承载业务支持的标准化网络协议的基础上，GPRS可以提供一系列交互式业务：点对点面向连接的数据业务－该业务是为两个用户或者多个用户之间发送多分组的业务，该业务要求有建立连接、数据传送以及连接释放等工作程序。
　　单点对多点业务－该业务可以根据某个业务请求者的要求，把单一信息传送给多个用户。该业务又可以分为点对多点多信道广播业务、点对多点群呼业务和IP多点传播业务。点对点无连接型网络业务－该业务中的各个数据分组彼此互相独立，用户之间的信息传输不需要端到端的呼叫建立程序，分组的传送没有逻辑连接，分组的交付没有确认保护，是由IP协议支持的业务。
　　1、故障定位
　　配电网中使用大量的故障指示器，用来检测故障位置定位故障点。它简单可靠，在检测到故障时通过翻牌或输出节点的形式指示故障。GPRS通信设备设有3路开关量输入，可采集本条线路的故障指示器的开关量输出状态。当线路发生故障时，故障指示器动作，GPRS通讯设备把故障信息通过INTERNET传输至前控制中心，监控中心在接收到这些动作信息后，经过网络拓扑计算分析，与地理信息系统相结合，可以直接显示出故障点地理位置信息。
　　2、电压监测
　　需要检测电压的地点，将电压监测仪安装在控制箱中，利用GPRS信号随时将电压数据传输至服务器，通过检测的质量和设定的合格质量进行比较，从而实现电压可靠性的检监测。
　　3、电能计量
　　电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节，而传统的电量结算是依靠人工定期到现场抄取数据，在实时性、准确性和应用性等方面都存在诸多不足之处。利用现代通信技术和计算机技术以及电能量测量技术结合在一起，便能够及时、准确、全面地反映电量使用（即销售情况）。通过GPRS无线局域网专网，为用电管理提供实时性好、稳定性高的数据和事件记录，可实现多块表同时冻结抄表功能。该系统具有设备参数远程回读功能，如回读参数和后台系统保存的设置参数对比，异常报警，可以发现非法修改电能表参数行窃的非法行为。具有失压、断流、错误接线报警、显示、记录并主动上传功能，方便管理人员在公司本部就可以发现用户异常，为反窃电提供了一种先进的、有效的高技术检测手段。根据实时抄收10kV线路总表和分表的数据，自动分析线路电量平衡情况，为线损考核提供准确的依据，达到大面积降低线损目的。当用户电能表所测量的电压和负荷超出一定范围时，电表报警远传给系统并可以通过智能化分析功能的系统软件，对用户负荷进行监测控制。
　　结论：采用GPRS网络进行远程数据通信的方法解决了远程监测系统的通信问题,比有线通信方式有着不可比拟的优越性。由于我们在实际设计中增加了安全措施,使得系统的安全性大大提高,从而也使得系统可以得到更广泛的应用。
　　参考文献：
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　　[2]姚远易本顺基于GPRS网络的电力负荷智能监控系统设计湖南电力2005-08-25
　　[3]曹斌基于GPRS网络的电力监控应用厦门大学2008-11-01硕士论文