基于GPRS技术的水电气远程无线抄表系统.doc

基于GPRS技术的水电气远程无线抄表系统一、系统概述：GPRS-General Packet Radio Service，通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术，方法是以“分组”的形式传送资料到用户手上。用户上网可以免受断线的痛苦。使用了GPRS后，数据实现分组发送和接收。GPRS的服务成本仅是CSD(电路交换数据，即通常说的拨号数据，欧亚WAP业务所采用的承载方式)服务成本的十分之一。水电气远程抄表系统是基于GPRS技术的远程自动抄表系统。它由水表、电度表、气表带GPRS通讯功能的采集器和服务器组成。采集器实时采集用户的水、电、气数据，通过宸特科技的远程智能测控终端ATC60A把数据汇集到服务器。采集数据迅速准确，及时生成各类报表、交费单据、统计分析等特点，与传统人工抄表、电话线抄表相比，极大地提高了效率。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（停气、停水）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、停水、停气数据保护功能，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。抄表软件系统数据库为ORACLE数据库，运行于WIN2000/XP/2003、WINNT的操作系统，易于使用。软件所能管理的用户数量没有限制。二、系统组成本方案以远程无线智能抄电表为示例（水表和气表同理）：本系统由带系统软件的主站、带GPRS模块的采集器、电度表组成。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。主站：运行集中抄表系统的计算机（服务器或PC机）称为主站，主站通过GPRS网络与采集器相连。主站要配置一个固定的IP地址和互联网出口。带GPRS模块的采集器：收集电表数据传送到数据中心，它连接主站和电度表。电度表：计量并显示用户的用电情况，将用电信息传输到GPRS采集器。三、系统软件GPRS自动抄表系统的核心部分是系统软件，主站与采集器遵循DL/T645部标通讯规约，并具有扩展性。抄表软件系统数据库为ORACLE数据库，运行于WIN2000/XP/2003、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。系统的主要功能与特点有：(一)安全可靠：安全性由三方面构成：第一，ORACLE数据库是大型的、多用户的数据库，它的安全性高，允许多用户同时使用同一数据库而不会破坏完整性，用它来做抄表系统的数据引擎可以保证数据的安全；第二，系统对用户实现分级授权管理功能，通过检查使用者的名字和授权密码，赋予使用者相应的操作权，借鉴银行系统的密码管理模式限制无关人员改变数据库和硬件设置。第三，防火墙功能及完善的数据备份功能，防备系统受到人为的恶意攻击，数据备份功能确保在硬件系统故障时，也能随时在新的硬件设备上数据无丢失地启动抄表系统。(二)完善的系统日志：系统日志记录了进入系统，离开系统，收费，设置硬件，改变运行参数操作等及操作者，操作时间，凡是改变数据库的操作都被记录下来。(三)抄表速度快：抄表快、数据准确，抄表时PC机只读采集器的数据，数据传输采用1200波特率，传输速度快，并对每个数据块都有效验码，保证了传输的准确性。(四)广播对时功能：该功能使得系统中的所有电能表的时间基准与PC机保持一致，对时成功后，由电池供电的电能表内部时钟，不再需要PC机的干预。因此，只要保证在对时时刻，PC机的时间是正确的，以后在运行的过程中，改变PC机的时钟并不会影响电能表的时间。(五)自动抄表功能：按照设置的抄表开始时间和抄表间隔，到预定的抄表时刻，系统便会依次拨号去抄采集器或电表内的数据。对于抄不上数据，系统会自动补抄或人工发命令补抄。(六)电量冻结功能：可以方便地定义总表，安装和删除总表，给总表分配分表。通过安装适当的总表，结合抄冻结数据功能，就可得某一特定的时刻的总表读数，各分表的读数（由此得到读数和），就可以计算出某部分电路的电能损耗，为确定电费提供依据。(七)电费管理功能：收电费前，统一抄录一次电费数据。当确保数据库内的数据反映最近的电表读数后，利用程序中的功能自动计算出当月用电量和电费。交纳电费时，只需输入用户号，当月用电量和电费由程序填写。每笔电费都有详细记录，便于对帐。(八)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、倾斜或移动报警等；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。本系统结合移动公司的短信平台，在告警时，可根据具体内容发短信给相关的管理人员。本系统适应范围广泛，单相版的软件可用于小区管理，网络版的软件可用于供电公司实现一座城市或地区的用电管理。四、系统安全在系统安全方面，本公司除了采用大型、多用户的ORACLE数据库、系统对用户实现分级授权管理和提供防火墙功能及完善的数据备份功能外，对GPRS网络无线数据监控中心还提供了安全技术解决方案，以确保数据安全可靠。4.1、GPRS协议简介GPRS网是在GSM网的基础上增加以下功能实体构成的：服务GPRS支持节点（SGSN）、网关GPRS支持节点(GGSN)和点对多点服务中心(PTMSC)。系统共用GSM基站，但基站要进行软件更新，并采用新的GPRS移动台；GPRS要增加新的移动性管理程序；通过路由器实现GPRS骨干网互联；GSM网络系统要进行软件更新和增加新的MAP信令和GPRS信令等。SGSN的主要作用是记录移动台的当前位置信息，并且在移动台和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。GGSN主要是起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接，如ISDN、PSPDN和LAN等。GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCPIP或X.25网络。4.2、身分授权和密码认证体系采用IP过滤技术尽管可以防止一些非CMNET网段用户的侵袭，但由于系统处于GPRS子网以外，IP过滤只能起到简单的安全防护，对于那些利用IP伪装技术的非法用户则无法识别。由于该系统是专业化的服务系统，访问客户是预先确定的，利用这一特点，我们在系统中采用了用户ID和密码验证技术，系统中存储了有所客户端的MAC地址以及密码，对通过了IP过滤的数据包，再验证其ID号和密码。对于该系统以外的非法用户，获取合法的MAC地址和密码将十分困难，所以这一步极大可能地增加了系统的安全性。4.3、数据安全加密通道系统采用标准的SSL数据安全通讯协议在客户端和服务器端建立