GPRS在现代远程测控中的应用

1、gprs 在现代远程测控中的应用一 概述gprs 的英文全称为 general packet radio service，即通用分组无线业务，这种无线业务是在现有 gsm 网络上开通的一种新型的分组数据传输业务，它是利用而分封交换（packet-switched）的概念所发展出的一套无线传输方式。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。gprs 特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输，具有“实时在线”、 “按量计费”、 “快捷登录”、“高速传输”、 “自如切换”的优点。目前 gprs 应用的行业包括：l、工业遥信、遥测、遥控2

2、、电信行业无人值守站机房监控和远程维护(如移动基站、微如移动基站、微波、光纤中继站等)3、城市配电网自动化系统与抄表数据传输4、高压电力设备监测、自来水、煤气管道、闸门、泵站与水厂监控5、城市热网系统实时监控和维护6、环境保护系统数据采集7、三防与水文监测8、人民防空警报设备监测9、气象数据采集10、其他无人值守(如仓库、办公楼等如仓库、办公楼等)监控11、金融、零售行业12、移动车辆监控调度系统13、油罐及输油管线监控14、城市路灯监控15、移动办公以及医疗监护gprs 的应用非常广泛，每种行业的实际需求和复杂的应用环境都大不相同，所以每种行业都会有自己独特的功能要求和组网方式。二 工业现场

3、应用现在很多企业都利用 gprs 数据传输网络进行现场数据的监测。在工业现场利用各种传感器进行信号采集或对设备已存在的数据或模拟信号进行分析，gprs modem 可通过标准接口与各种数据采集仪器仪表相连，一般现场仪器仪表的通信接口为 rs232/rs485 及以太网，gprs modem 的通信接口为 rs232 及以太网。在正常工作模式下 gprs 传输模块将仪器仪表的数据通过移动通信分组网络（gprs 网络）传递给数据管理服务器，数据服务器可通过 ddn 专线、adsl、isdn 连接等形式连接到企业内部网络上，在控制中心的服务器上建立一个中央数据库，对收到的数据进行整理贮存，产生相应的

4、报表和指示。并可以在其上开发分析决策模块，判断要监控对象的工作状态（如是否正常工作，有何异常事件） ，并对该情况作出相应指令，传回数据终端侧执行，或通过短信发送给管理和维护人员。从而实现了对现场设备运行状态的实时监控，实现了数据在人员、控制中心和设备间的互通互传，使技术人员和管理人员无论在任何地方都可以得到每个监控点的数据，并可以进行及时响应。三 低压配电监控应用随着电网改造的逐步深入，电力配网技术的高速发展，科学、经济、有效的控制电网运行，必须逐步实现、提高配网自动化水平。城市配电网自动化系统是电力部门改善供电质量，合理配置供电设备，有效实现电力需求侧管理的重要措施。分布在城市、郊区和农村的

5、低压配变具有节电数量大、分散、环境复杂等特点。对低压配变的运行数据监测、采集、分析，无功补偿控制状态及远程遥控，对低压配网设备数据传输方式提出了新的要求：实时、准确、高效的传输配电数据，高性能价格比的设备配置，简单、方便的安装方式。gprs 网络，支持无线方式的分组包交换功能，其永远在线，快速传输、按流量计费的特点，很好的满足了低压配电网数据传输的需求。目前，数据采集节点和配网控制中心的通信方式，主要是固定传输和现场数据采集。使用 rs485、光纤、modem 拨号等有线传输涉及到布线施工、建设成本、安全和可靠性等一系列问题；电力线载波是解决问题的方案之一，但是通讯的成功率、电网的状况、跨变压

6、器不可传输和在事故情况下和载波频率分配等方面却存在缺陷，不能有效应用。gprs 数据系统的推出使这一难题迎刃而解，利用 gprs 网络的无线数据通信方式代替传统的做法，将能克服以上缺点。在保证数据传输的及时、准确的前提下，将系统运行费用也降低到了最低。四 电力远程抄表系统应用挨家挨户敲门查电表的方式，无论是对敲门的人来讲，还是对被敲门的人来讲，都是一件麻烦的事情。现在已有许多住宅用户都用上了预付费电卡，省去了查表的麻烦，但对电力部门来说，数据统计和实时监测仍然是一个有待解决的问题。通过 gprs 网络系统，电力部门可将工业和民用电表采集的电力系统数据实时传递到地、市、省级的集中监控中心，以实现

7、对电力监测设备的统一监控和分布式管理。gprs 网络可为电力系统提供了简单高效的通信传输手段。 gprs 系统可提供广域的无线 ip 连接。在移动通信公司的 gprs 业务平台上构建电力远程抄表系统，实现电表数据的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。 gprs 电力远程抄表系统由位于电力局的配电中心和位于居民小区的电表数据采集点组成，居民小区的所有电表首先连接到电表集中器，居民用户的用电数据由复费率电表通过 485 传到电表集中器，电表集中器通过rs232 口与 gprs 透明数据传输终端连接，电表数据经过协议封装后发送到中国移动的

8、 gprs 数据网络，通过gprs 数据网络将数据传送至配电数据中心，实现电表数据和数据中心系统的实时在线连接。电表数据采集点位于居民小区的信息中心，居民用户的用电数据由复费率电表首先通过 rs485 接口通过双绞线连接到位于小区信息中心的电表集中器，电表集中器再通过 rs232 接口与 gprs 透明数据传输终端相连。通过 gprs 透明数据传输终端内置嵌入式处理器对数据进行处理、协议封装后发送到 gsm 网络，通过 gprs 网络传送至电力公司数据中心电力远程抄表系统，实现电表数据和数据中心系统的实时在线连接。 电表集中器通过 rs485 接口直接连接到电表上，既可支持单个电表，也可以同时

9、支持多个电表，实现对电表参数的采集、存储、预处理或并将采集到的电表数据实时传送到配电中心；同时，电表集中器还可将配电中心发送的遥控指令传给电表控制模块，对电表进行控制操作。对于电力部门来说，远程变电站抄表一直是一件非常头疼的事情，需要投入大量的人力、物力和财力。因为变电站数量众多，地理位置分散，给工作人员带来极大的不方便。电力公司也可利用 gprs 移动数据网络对各重要电力节点进行监控，自动读取相关数据并加以分析，还可进一步进行远程控制或设备维护，可减少人力资源、缩短修护时间并节省专线建设成本。五 石化行业应用我国石油和化工自动化经过 50 年的发展，通过技术引进，消化吸收和不断创新，自动化水

10、平取得了长足进步。现场从手工操作发展到自动控制，从低级的单回路控制发展到高级复杂系统控制，直到管控一体化。此外，在自动化装备、技术、功能、规模等方面都有了很大提高；测量和控制装置不断更新升级。作为一个特殊行业，石化行业的安全问题经常引起人们的关注。如果把石化厂的所有生产部位都处在 gprs定位电脑监控系统的监控下，就能够及时侦测到险情发生，进行险情排除，防止造成重大的财产损失和人员伤亡。以气田站为例，利用 gprs 技术作为数据传输通道，实现天然气泄漏等安全信息 24 小时在线检测报警，并且能在井场出现异常险情，如井口发生超压、输气管线爆破失压或出现火警时，可立即自动截断气源，实现了天然气采输

11、生产的安全管理由人工监控向智能信息化监控的转变，进一步体现了“预防为主”的安全管理原则和“以人为本”的安全管理理念。六 气象行业应用目气象信息采集系统利用实时采集的气象资料，对未来一定时段内的气象情况作出较为精确的预测和报警，包括进行短期的降雨预报、中期降水预报和洪水的预警预报，是防汛工作中非常重要的环节构建气象信息采集传输系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。由于气象信息采集点数量众多，分布在全省范围内，部分气象信息采集点位于偏僻地区，而且地理位置分散。另外，还必须考虑今后系统扩充的可能，必须具有良好的可扩展性。由于目前 gprs 已覆盖

12、绝大部分地区，能够满足气象信息采集传输系统对覆盖范围的要求。气象系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够 724小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也不能中断运行。采用传统的有线方式建立气象信息采集传输系统，必须租用专线或电话线进行连接。由于气象信息采集点必须与中心随时保持连线状态，而每次数据发送的数据量很小（在几 k 至 10k 之间） ，线路资源利用率很低，平均每一个气象信息采集点每月的线路费用为 8001200 元。而如果采用 gprs 通

13、信方式，由于 gprs 采用按数据流量计费的方式，资源利用率高，月通信费用将在 200 元之内。采用 gprs 构建气象信息采集系统，不仅能很好地满足气象信息采集的需求，而且，网络运营商也将因此获得业务稳定的集团用户，营收也随之增加，调动了运营商的积极性，符合网络建设和网络应用同步发展的要求。对于气象局等用户来说，由于通信费用较低，享受到了实惠。另外，由于接入设备可以移动，当气象观测站和气象信息采集点搬迁时设备可随之迁移并可继续使用，可以保护用户原有投资，适合于气象采集工作的特点。 七 结论gprs 无线数传终端应用范围广泛，几乎所有远程数据传输业务都可以应用，并不受地理环境、气候、时间限制且

14、能进行存储和历史查询等诸多优点，因此在我国工业自动化和其它领域的应用将会越来越广泛。八 说明通过查找上述资料及刘玉龙的交流，他所讲的应该就是类似于低压配电监控。见后附 1。目前国内已有不少厂家从事这项业务，上海附近居多。比如上海兆越通讯技术有限公司、上海毅加智能设备有限公司、上海蓝峰电子有限公司、南京傲屹电子有限公司等。以上海兆越通讯技术有限公司的 me3100g 系列 gprs 无线传输设备为例，报价在 1800 左右。使用手册见后附 2。各类应用方案南京傲屹电子有限公司都有一些描述，详细网址：http:/ 九 gprs 资费标准（参考）： 套餐种类资费标准自由套餐0.03 元/kb经济套餐

15、月租费 20 元，获得 1000kb 流量，超出按照 0.01 元/kb 收取时尚套餐月租费 100 元，获得 20000kb 流量，超出按照 0.01 元/kb收取商务套餐月租费 200 元，获得 500mb 流量（1mb=1000kb），超出按照0.01 元/kb 收取附附 1：gprs 在低压配变监控的应用在低压配变监控的应用配电变压器是配电网中的一个重要设备，配电变压器台区是电力供电的最基本单元，配电变压器的监控对配电自动化管理、线损分析、负荷预测、电力需求侧的管理具有重大意义，gprs 将在配电变压器监控中广泛推广和应用。随着电力城网、农网改造的逐步完善，一户一表工程、抄表到户工作的

16、完成，对线损管理、提高供电质量、保证供电的可靠性、安全性提出了新的要求。2003 年国民经济继续保持了持续快速健康发展的良好态势，全社会用电量也保持上升的趋势。近两年的电力行业体制改革和系统出现电源性缺电现象，全国大部分地区错峰用电的情况下，简单的电能计量已不能满足对配变的监测管理。反而对配变的运行状况的实时测控提出了新的需求。同时对用电营销管理的科学化和电力需求侧管理(dsm)的智能化需求，要求对配变低压侧进行准确和科学的智能监控，掌握配变的运行状况并根据需求进行合理管理，改善供电质量。1、配电变压器(配变)配电变压器(简称配变)是配电网中将电能直接分配给低压用户的设备是低压(10kv)配电

17、网与用户 380/220v 配电网的分界点。配变安装于电线杆、配电房和箱式变电站，具有分散、地理环境情况变化多端、覆盖面广、用户众多，容易受用户增容和城市建设影响等特点。2、配变运行实时监控的作用通过对配变的实时监控，可以及时掌握配变的运行情况，防止配变负荷严重超载导致设备的烧毁、三相负载严重不平衡导致配变的加速损坏，配变长期轻负荷运行导致的不经济运行状态和大量感性负载运行导致的功率因数过低、高线损等。对配变运行实时监测、抄取、分析、处理和控制，可以及时调整配变运行状态，合理配置配变容量，调整配变的低压智能无功补偿控制等，保证配变安全、稳定、高效的运行。完善、科学、准确的对配变实时监控，为配电

18、自动化管理提供可靠的运行数据和历史资料，有效降低线损，为负荷预测、线损分析、电力需求侧管理(dsm)提供准确的数据；准确打击窃电，负荷预测指导扩容安装等；为用电情况、用电性质及用电负荷的增长趋势分析，在进行系统增容、配变布点选择等规划工作提供科学的数据；同时提高工作效率，降低劳动成本，科学提高配电管理的自动化水平。3、配变运行实时监控通讯组网3.1 配变运行实时监控通讯组网的问题配变由于其安装位置分布、安装地点等问题，造成设备数量多、运行环境恶劣；地理地形分布不平衡，比较分散等特点。基于以上特点，光纤通讯、有线电缆、电力载波通讯组网无论在技术上，还是资金投入产出比上都不太可行，配变实时监控的通

19、讯组网一直困扰着配变实时监控的推广、实施。3.2 配变运行实时监控对通讯的要求配变监控的数据量较大，实时性要求不太高，监控终端具有存储功能，不必每个配变监控终端同时占用一个通道与配变管理主站通讯。需要具备选点召测通讯功能，配变管理管理员可随时召测配变监控终端的实时数据。对特殊的影响配变运行的越限告警信号，配变监控终端要及时上传到配变管理主站。主站、终端建设、安装、维护方便，运行成本低廉。最好可提供透明传输通道或可兼容多种通讯协议。3.3 目前通讯组网方案目前比较适合于配变实时监控通讯要求的和特点的通讯方案有以下三种： 公用电话交换网方案； 无线数传电台方案； gprs 方案。其中、两种方案属于

20、公网，方案属于用户自建的专用网。3.3.1 公用电话交换网方案公用电话交换网应用相当普及，有人工作和居住的地方就有公用电话交换网，公用电话交换网不仅可以用于通话还可以用于数据传输，但公用电话交换网方案缺点： 需要布专用电话线，向电信公司交纳装机费、每月的月租费和使用费； 非透明数据传输，modem 从拨号呼叫到连通需要一定时限。3.3.2 无线数传电台方案无线数传电台适用于通讯点分散的数据监控，恰好适用于配变监控，其具有专用的数传频段，工作频率：220mhz240mhz。无线数传电台方案缺点如下： 初次开通需要向当地的无线电管理委员会交纳一定费用，每年再交一定的频率占用费，组网费用高； 通讯距

21、离有一定的限制(平原地带最远为 50km)，且受建筑物、山体的影响较大； 需要专业人员维护管理，建设、维护费用很高。3.3.3 gprs 方案基于以上配变自身的特点和以上两种通讯组网方式的缺点，gprs 数据通讯方案的提出使一系列问题迎刃而解，科学、有效的解决了配变实时测控的通讯组网难题。gprs 是在 gsm 基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输网络，它采用先进的无线分组技术，可以为水力、电力、交通、银行等行业提供丰富的无线接入手段，移动 gprs 方案具有以下优点： 采用透明双向数据传输，链路自动维护； 只需要向移动公司开户 sim 卡，费用可以采用包月方式使用，运行成本低； 永远

22、在线 ，只要激活 gprs 后，将永远保持在线，不存在掉线问题，只有在产生流量时才计费； 快速登录，全新的分组服务，无需长时间的拨号连接过程； 高速传输，gprs 最高理论传输速度 171.2kbps，平均带宽 40kbps； 支持点对点、中心对多点及多点间的实时、对等数据传输，组网灵活，不受通讯距离和区域的限制，中心对多点的传输方式是配变实时监控常用的应用模式； 可靠性高，一般数据包传输的成功率在 99.9%以上。4、配变实时监控系统的组成及主要功能4.1 系统组成配变实时监控系统由以下三部分组成： 配变管理主站； 配变监控终端(配电综合测控仪)； gprs 通讯通道。4.2 配变监控管理系

23、统软件主要功能4.2.1 管理功能 配变台区资料管理以各级电力供电公司为电位，建立管理该公司所管辖的配变台区名称、配变所属变电站、配变所属线路、配变地理位置、配变型号等配变台区档案资料。 配变用户资料管理建立管理配变用户名称、容量、ct 变比、pt 变比、监控终端编号、通讯 id、用电性质和抄表员等用户资料。 系统用户管理防止未授权用户非法进入系统，设置管理用户帐号、密码和操作权限等。4.2.2 数据采集功能数据采集采用定时巡检、随机巡检和自动收集相配合，采集配电综合测控仪实时数据和历史数据。 定时巡检功能配变监控管理系统按管理员设定的巡检时间自动采集配电综合测控仪实时数据和历史数据。 随机巡

24、检功能管理员可随时在配变监控管理主站随机巡检某台配电综合测控仪实时数据。 自动接收功能配变监控管理系统自动接收各配电综合监控仪的告警和事件记录数据。4.2.3 校时功能为了统一各配电综合测控仪的时间基准，配变监控管理系统可定时对各配电综合测控仪进行校时。4.2.4 控制功能配变监控管理系统可对具有遥控输出功能的配电综合测控仪下发遥控命令，实现远程遥控。4.2.5 数据库查询功能配变监控管理系统采用安全、可靠的商用数据库，建立标准的数据模型和数据字段。可以查询任意时段配变的历史数据、事件记录、告警记录等。提供方便的数据维护接口，在权限范围内提供数据接口，为负荷预测、线损分析和 dsm 系统提供准

25、确的数据源。4.2.6 统计分析功能配变监控管理系统提供强大的数据统计、分析功能，为用户提供准确实用的统计数据，为配变科学管理提供关键的数据。统计数据如图 2。 统计任意时段对某台配电综合测控仪的遥控操作成功、失败次数； 统计任意时段某台配电综合测控仪的无功补偿投切记录和时间； 统计任意时段某台配变的停电时间和次数； 统计任意时段某台配变的最大、最小需量发生时间和需量； 统计任意时段某台配变的低压线损、电压合格率、负荷率、分时电量等。 4.2.7 报表和曲线处理功能配变监控管理系统可以针对某一台区、配变线路或某配变自动生成日报表、月报表、年度报表等汇总报表及。日报表统计一天 24 小时定时存储

26、的运行参数，累计停电时间、过压、过流报警，无功补偿投切控制等情况；报表可直接进行预览、打印。自动生成趋势曲线，直观的反映出各配变的运行趋势。曲线可任意放大、缩小和拖动。 生成任意时段的电能量分时统计报表； 生成任意时段的负荷率、电压合格率、负荷不平衡度报表； 生成任意时段的配变综合分析报表； 生成任意时段的无功补偿投切记录报表、停电、告警记录报表； 生成任意时段的配变参数趋势曲线。4.3 配电综合测控仪的功能4.3.1 遥测功能配电综合测控仪实时测量存储以下配变参数： 三相电压 ua、ub、uc 及频率 f； 三相电流 ia、ib、ic 及中性线电流 i0； 三相功率因数 cosa、cosb、

27、cosc； 三相有功功率 pa、pb、pc； 三相无功功率 qa、qb、qc； 配变工作环境温度 t。以上各量在存储间隔内的最大值、最小值、平均值存储作历史数据保存，存储间隔可以任意设置(调节范围 1120分钟可调，调节细度 1 分钟)，存储时间 84 天以上。4.3.2 电能计量功能 三相有功电量； 三相无功电量。电量按存储间隔定时存储在存储器中。4.3.3 统计功能 统计记录三相电压越上限、越下限的起止时间； 统计记录三相电流越上限的起止时间； 统计记录配变停电起止时间； 统计记录配变最大需量及发生时间。以上各量立即存储在存储器内。4.3.4 遥信功能配电综合测控仪采集以下信号及 soe：

28、 配变超高温； 配变缺相； 配变高压侧开关变位(支持智能开关)； 配变低压侧开关变位(支持智能开关)； 三相电压越上限；变压器过载； 通讯故障； 装置故障。以上异常信号出现必须上报，上报至主站的反应时间不超过 5 分钟，当配电综合测控仪发送上报信息后没有收到主站的确认信号时，应进行重发，重发次数由主站设置，上报的主动权按异常状况的类型可由主站单独设置。4.3.5 遥控功能配电综合测控仪根据主站的指令对相应的开关或其它被控对象进行远方合闸、跳闸操作。 配变高压侧开关变位(支持智能开关)； 配变低压侧开关变位(支持智能开关)； 其它需要控制的被控对象。4.3.6 低压智能无功补偿功能为了有效降低配

29、电网的线损，提高供电质量，需要对配变低压侧进行智能无功补偿，保持系统的无功平衡，提高配变功率因数，实现技术降损。配电综合测控仪具备低压智能无功补偿控制功能，具有以下特点： 采用科学的补偿算法，以无功功率作为控制物理量，以用户设定的功率因数作为投切门限；避免了在小负荷，低功率因数时，因电容器的频繁投切而造成的损坏电器元件的情况，提高了系统的稳定性，不会产生过补和补偿不足。 灵活多变的控制方式，可根据现场电容器组的情况自由选择以下三种补偿方式：“三相分补”、 “三相共补”、 “共补+分补”；每路输出控制的电容器容量和接线方式可根据现场情况自由设定； 112 路输出控制回路，对多级电容采用过零快速投

30、切。可支持控制无触点复合开关，实现过零投切电容器和控制交流接触器投切电容器。4.3.6 远程通讯功能配电综合测控仪具备于主站进行数据通讯的功能。主要传送以下数据和命令： 下行(主站至配电综合测控仪)数据和命令：广播校时、定值设定(电压上、下限，电流上限)、无功补偿控制参数设置、 变比设置、存储间隔设置、实时数据巡检、历史数据召测等。 上行（配电综合测控仪至主站）数据和命令：实时数据、历史数据、告警信号、遥信量的上送等。5、gprs 组网的接入方式5.1 数据终端(gprs dtu)的接入中国移动 gprs 网络为用户提供 cmnet 和 apn 两个网络接入方式，cmnet 通常用于公众用户接

31、入internet，apn 针对相关行业用户使用。apn 用户通常在一个组内，需要设定用户名和密码，具有更好的安全性，apn 用户可以申请绑定移动内网的固定 ip 地址。配变监控可选用 cmnet 和 apn 两种接入方式。5.2 数据中心(dsc)的接入数据中心的接入有多种方式，结合 gprs 承载网络的特点和 gprs 应用领域的具体要求进行组网。组网形式的选择主要由业务数据量、时延、可行性要求、数据保密性、网络状况决定。现提供以下四种接入方案，以供参考。方案一：gprs 接入，适合总数据带宽需求不太大的应用，例如使用 polling 传输协议的数据采集系统；全部数据在 gprs 网内运行

32、；要求所有 gprs 终端之间可以直接通讯，所有终端接入到同一个专有 apn；数据中心的gprs 数据终端接入点绑定固定 ip 地址(即至少提供一个绑定移动内网固定 ip 地址的 sim 卡)。方案二：internet 接入方式，gre 隧道与 radius 可选。gre 两端地址、radius server 地址和企业路由器端口地址都必须是公有的。考虑到 ip 地址广播，企业端的路由器端口地址，gre 隧道端地址，radius server 地址应由为该企业提供 internet 连接的 isp 提供；不存在跨区域的问题，企业数据中心服务器与中国移动 ggsn服务器不必在同一城市。方案三：专

33、线接入，适合电力、金融、证券、工业监控等行业使用；企业通过专线接入中国移动的路由器，移动为用户提供公有或移动私有 ip 地址。数据安全性好，稳定可靠，传输延迟小。方案四：直接接入，适用于没有接入 internet、而且对安全要求极高的企业。适合电力、金融、证券等行业使用；企业在运营商一端放置 gre 路由器，路由器不经过 gprs 防火墙直接接入 gprs 内部网络。以上四种方案，根据用户在配变监控应用的具体情况，选用性价比高、运行可靠的介入方式。5.3 gprs 数据中心与用户应用程序接口gprs 数据中心与应用系统的应用软件接口两种方式，即动态连接库(dll)和 gprs 数据中心服务程序

34、转发方式。动态连接库方式需要进行接口程序的编程与开发。对于不希望对原有系统应用软件进行改动的应用,通常可采用我公司提供的 gprs 数据中心服务程序与应用系统软件之间进行数据转发,包括实际串行口转发、虚拟串行口转发、udp/ip 转发、tcp/ip 转发等连接方式。6、gprs 的传输效率与稳定性6.1 数据链路传输方式中国移动的 gprs 网络经过实际测试，网络的数据传输质量和稳定性较好，同时考虑到数据传输的冗余性和效率问题，建议采用 udp 方式传输业务数据，对于无冗错处理的文件数据传输可采用 tcp 方式。6.2 传输效率6.2.1 用户数据传输效率(用户数据占网络层总数据的比例)采用不

35、同的组网方式、不同的数据包长度，有不同的传输效率。下面假设当前最长所能支持的最大用户数据包长的情况下，即 1024 字节包长。i. 仅支持 gprs dtu 主动发起到数据中心的数据传输：最大传输效率(w) = 97.3%ii. 支持双向主动互传：最大传输效率(w) = 95.9%6.2.2 传输时延(从发送到接收数据之间的时间)不同的数据包长度，传输的时延不同。根据目前移动的网络状况，一般一个包长为 100 到 200 字节之间的数据包可以在 1 秒内互传完毕。大于 200 字节的数据包平均在 1 秒到 3 秒之间可以互传完毕。6.3 稳定性6.3.1 有效率：发送成功数据占总发送数据比例根

36、据目前的 gprs 网络测试的结果来看，在网络正常的情况下，一般数据包的成功率都在 99.9%以上。6.3.2 稳定性综合参数：有效率 x 传输效率网络有效带宽和最大传输单元(mtu)之间存在着极其重要的关系，一般 mtu 增大到 200 字节以上不会明显增加带宽，但会增大平均延迟，测试结果表明 mtu 的最优大小是 250 字节左右。6.3.3 链路检测与激活对于经常性传输和实时性要求较高的数据传输，通常需要考虑设置心跳功能，以确保电路永远在线并激活，心跳间隔根据网络质量和应用要求进行设置，采用心跳方案的连接运行费用比较高。7、系统应用 gprs 通讯采用的技术gprs 通讯的最大特点是按流

37、量计费，当然只要合理控制通讯流量，就能有效节约运行成本。成功的应用了数据流量控制技术和 gprs 模块定时报告、gsm 短信激活技术，保证提供可靠数据的同时，有效的降低了运行成本。7.1 数据流量控制技术配变监控的应用在于监视配变运行状态，提高用电质量。对配变的监控基本上分考核和监控两个过程，需要掌握配变运行的异常数据和状态，对于稳定运行的数据，只要在允许范围内，可以不作通讯上传处理也可。根据应用情况，我公司在配电综合测控仪通讯控制上设计了科学的“数据流量控制器”，可根据用户需要通过设置“数据流量管理器”死区值和越死区时限来控制数据流量，并确定越上限及下限值， “数据流量管理器” 死区值和越死

38、区时限随时从主站下传给配电综合测控仪。采用“数据流量控制器”控制技术可靠的保证了系统的运行，又有效的降低了运行成本。7.2 定时报告应用技术配变监控系统对实时性没有很高的要求，可以不采用设置心跳功能保持连接，只需要采用设置定时报告的方式，配电综合测控仪需要传送数据时直接激活 gprs 模块进行通讯，主站需要通讯时，采用发短信方式激活 gprs 模块，与配电综合测控仪通讯。省去保持连接的维护数据量，节约运行成本。8、结束语一户一表、抄表到户工程结束，能源紧缺，系统电源性缺电，全国拉闸限电、有序错峰用电的形势下；国家电网公司要求全面推进电力需求侧管理，满足用户对用电质量和用电可靠性的要求，要求加快

39、配电低压负荷控制管理自动化水平，同时对配变低压监控、管理的科学化和电力需求侧管理(dsm)的智能化提出新的需求：准确、科学、有效降低线损的配变低压监控的必要性更加突出。采用 gprs 通讯的 etpd 配电综合监控系统以其先进的技术，精确的测量准确度和科学的设计、制造，在配变低压监控的科学管理中将大展身手，保证配电网安全、经济、可靠地运行，在配电低压自动化管理中发挥重要地作用。附附 2me3100g 系列系列 gprs 无线数传设备无线数传设备技技术术手手册册（v1.3）上海兆越通讯技术有限公司上海兆越通讯技术有限公司目目 录录1 产品简介产品简介.31.1 产品特征.31.2 主要功能.31

40、.3 技术规格.31.4 外部接口.41.4.1 电源.41.4.2 指示灯.41.4.3 rs232 串口.41.4.4 拨码开关.51.4.5 天线接口.52 使用指南使用指南.52.1 配置前的准备工作.52.2 me3100g 配置指南.62.2.1 用串口工具进行配置.62.2.2 用串口设置程序进行配置.62.3 通讯测试.83 应用实例应用实例.84 附录：附录：me3100g at 指令集指令集 .8概述：概述：me3100g 系列 gprs 无线联网数传是一个可以让工业用的 rs232/rs485 串口设备的串口通信立即转换为 gprs 无线网络通信的双向转换传输设备。me3

41、100g 采用透明传输的方式，用户不用知道复杂的 gprs 通讯原理和 tcp/ip、udp 协议，不用更改程序即可实现原有串口设备的无线网络连接，节省您宝贵的时间和已有投资，可用于长距离通信或控制。me3100g 系列 gprs 无线联网数传广泛用于楼宇自动化控制、停车场设备、交通控制、led 屏幕控制、工厂、车间、矿井、银行、电气等遥控领域。me3100g 支持 rs232/rs485 串口接口，直接连接串口设备，能快速实现串口设备的遥控功能。1.1 产品特征产品特征rs232 串口速率高达 115200 bps串口经济型：三线标准：rxd，txd，gnd；同时支持 rts、cts、dtr

42、、dsr 握手信号；支持 udp/tcp 网络协议，支持 tcp server 的工作模式；（中心端主动发现远端） ；变底层的串口协议为广泛使用的 tcp/ip 协议；支持多个中心端 ip 地址掉线自动重新拨号功能；现阶段 gprs 网络的建设已经成熟，gprs 数据通信具有稳数据传输定、速度快、数据量大的优点；通过 vb 设置程序灵活设置通信参数；设备之间透明传输/非通明传输；支持静态 ip、域名、sms 找 ip 等多种主机发现方式；供电：+5v/12v耗电：待发射状态约 60/25ma；发射状态约 200/120ma；工作温度： -35 +701.2 主要功能主要功能其功能如下：把 rs

43、232/rs485 串口接收到的数据转为 gprs 无线网络发到控制端；实现 rs232/rs485 串口到 gprs 无线网络通信的双向转换；把 gprs 无线网络接收到的控制端数据转为通过 rs232/rs485 串口发出1.3 技术规格技术规格接口：rs232/rs485 串口；gprs 天线接口协议：tcp/udp/ip/icmp/ppp/pap/dns电源：dc 5v/12v尺寸：113mm68mm25mm1.4.1 电源电源电源规格为 5v/12v (1a)直流电源，芯为正极。建议使用配套电源或电源达到此要求。1.4.2 指示灯指示灯指示灯有 4 个，意义分别为gprs 信号指示灯

44、。当 gprs 网络正常，uim 卡正确插入时，指示灯有规律闪烁；当 uim卡没有插入时，指示灯常亮。pwr 电源指示灯。电源正常时灯亮。net 网络连接指示灯。当无线联网服务器正确接入网络中时，指示灯亮，否则不亮。act 串口中有数据收发时亮。1.4.3 rs232 串口串口rs232 串口接口为针，与计算机连接时，应该用交叉线，不要用直通线。此串口是 9 针 rs232 dte 设备，如下表所示：示意图示意图名称名称管脚管脚属性属性rxd2输出txd3输入gnd5接地注：当三线通讯时 1,4,6,7,8,9 管脚没使用。1.4.4 拨码开关拨码开关拨码开关 1 用来切换设备状态，on 表示

45、正常工作状态，off 表示参数设置状态。拨码开关2、3、4 保留，暂不使用。拨码开关如下图所示：1.4.5 天线接口天线接口为了达到最好的通讯效果，请将天线在天线接口上拧好，使网络信号最佳。典型应用：典型应用：图：支持多中心端的 me3100g 组网示意图2 使用指南使用指南2.1 配置前的准备工作me3100g可以通过vb编写专用程序来配置参数，使用前者时用户计算机应该在windows及其以上的操作系统下进行配置，也可以在任何有串口工具的操作系统下进行配置，比如使用超级终端。为了进行测试，用户计算机至少留有一个闲置串口，并保证gprs网络的畅通。同时按如下步骤进行操作：1) 安装uim卡。用

46、螺丝刀将设备侧面的四个螺钉拧下，小心打开上盖，找到uim卡座，根据卡座上的箭头提示将uim卡装入并固定好。将上盖再用螺钉固定好。 on1 号拨码开关，拨到上方表示 on，拨到下方表示 off拨码开关号注意：请使用开通了请使用开通了gprs数据业务的数据业务的sim卡，否则将不能接入卡，否则将不能接入gprs网络网络。2) 将gprs天线拧上天线接口，保证gprs信号质量。3) 用rs232电缆将me3100g上的串口同pc机的串口相连（用于配置me3100g的参数或测试me3100g）连接起来；4) me3100g 接通电源后就可以工作了。电源指示灯 pwr 亮，说明电源正确接通；信号灯 fl

47、ash 有规律的闪烁，说明 gprs 模块和 uim 卡工作正常；指示灯 net 亮，说明 me3100g 已经上网。连接过程至此完成。2.2 me3100g 配置指南配置指南me3100g 通过 vb 专用程序或是串口调试工具配置参数。在配置之前，请确认计算机串口已经与 me3100g 串口正确连接，注意连接线要用交叉线而不是直通线。注意：请检查拨码开关请检查拨码开关 1 是否在是否在 off 位置，如果在位置，如果在 on 位置，请将它拨到位置，请将它拨到 off 的位置的位置。2.2.1 用串口工具进行配置用串口工具进行配置串口工具可以任意选择，下面就以超级终端为例说明如何配置。在进行配

48、置之前，请检查 me3100g 与计算机串口是否连接正确，具体安装请参看 2.1。准备就绪后，打开超级终端，选择串口的端口号（如 com1） ，并配置串口参数：波特率（每秒位数）9600，数据位 8，奇偶校验无，停止位 1，数据流控制无。设置采用类似于 gprs 模块的 at 命令，每个命令必须遵循以 at 开头，以为回车换行结尾的格式，注意为了使各参数的修改生效，必须使用 at&w 命令使设备重新启动。每个 at 命令的用法与功能详见附录 at 指令集。2.2.2 用串口设置程序进行配置用串口设置程序进行配置打开串口配置程序 me3100g 串口设置程序，在主窗口之上出现一个图 1 所示的串

49、口配置窗口，配置好后，将出现图 2 所示初始界面：图 1图 2如果串口打开成功，则状态栏中的绿灯亮，表示串口准备就绪。如果参数读取成功，则状态栏中显示“参数读取完成” ，否则一个错误对话框将会出现。界面上的操作作如下说明：点击此菜单项，将出现图 1 所示界面。此界面主要是完成对用户计算机串口的设置，按“默认值”按钮则所有端口参数选项将回到初始值状态。对于串口设备 gprs 无线联网数传 me3100g，请按默认值进行设置。读取设备的当前设置。将当前的参数写入设备中。用户可以在相应的框中输入想要配置的参数并按下此按钮写入设备。关闭 gprs 串口设置程序。也可以在菜单项“文件”中选取“退出”关闭

50、程序。2.3 通讯测试通讯测试为了验证配置和串口设备 gprs 无线联网数传 me3100g 的正确性，我们提供了相应的程序进行简单测试。测试采用 windows 应用程序进行测试：tcp 串口端测试程序。通过这个程序可以测试me3100g。具体步骤如下：1) 确保计算机已经接入广域网并获得公网 ip 地址，打开 tcp 服务器端程序（这里是用我们提供的 tcp 测试程序，选择通讯模式为 tcp server，选择要监听的端口号，点击”开始监听”） ，启动 tcp 服务器端。2) 用 rs232 电缆（直连线）将 me3100g 上的串口同 pc 机的串口（如 com1）相连，并将gprs 天

51、线拧上天线接口（见 1.4 外部接口图） 。检查 uim 卡是否正确插入卡座，一切准备就绪，对 me3100g 上电。3) 将拨码开关 4 拨到 off 位置即参数设置状态，对 me3100g 的参数进行设置，远程 ip 地址为步骤 1 中计算机的 ip 地址，远程端口号为步骤 1 中选定的监听的端口号。4) 将拨码开关 4 拨到 on 位置即正常工作状态，如果网络状况良好，几分钟后 link 指示灯亮，证明 me3100g 已上网。5) 在串口端测试程序中，打开步骤 2 中 me3100g 所连接的串口（如 com1） ，在数据发送区输入欲发送的字符串，如”hello”，点击”手动发送”。这

52、时，会在计算机 tcp 服务端的数据接收区中收到”hello”。同理，在计算机 tcp 服务器端的数据发送区中输入欲发送的字符串如”hello”，点击”手动发送”，这时，会在串口端测试程序的数据接收区中收到” hello”。这证明通讯测试成功。3 应用实例应用实例应用举例：应用举例：me3100g 系列“双中心端无线数传环保数据采集通讯解决方案 me3100g 系列无线数传 led 屏无线通讯解决方案；me3100g 系列无线数传路灯控制系统中的应用；me3100g 系列无线数传电力远程抄表系统中的应用；me3100g 系列无线数传管网监控系统中的应用；me3100g 系列无线数传烟气监测系统

53、中的应用；me3100g 系列无线数传雨量监测系统中的应用；注：注：我公司提供开发级的技术支持，可为免费客户提供定制开发，产品所涉及的软件，我公司免费提供源程序。4 附录：附录：at 指令集指令集注意：注意：所有指令字母均大写！所有指令字母均大写！4.1 +tsq 询问所有参数命令命令可能的回应可能的回应at+tsq注：询问所有参数的当前值at+tsbaud=9600;+tsbuf=512;+tstime=100;+tslipaddr=11;+tslport=50123;+tsripaddr=7;+tsrport=50123;+tsisdns=1;+

54、tsdns=62;+tsdnsname=;+tsischeck=0;+tscip=;+tscport=50124;+tsccycle=10;+tspt=0;+tsid=cg12-0028;ok注：各参数均被列出，以分号隔开4.2 +tsbaud 波特率波特率命令命令可能的回应可能的回应at+tsbaud？注：询问当前的波特率+tsbaud:115200ok注：波特率 115200at+tsbaud=9600注：改变波特率为 9600+tsbaudok注：改变波特率成功4.3 +tsbuf 串口缓冲区大小串口缓冲区大小命令命令可能的回应可能的回应at+tsb

55、uf？注：询问当前的串口缓冲区大小。串口的发送采用长度和时间策略，当串口数据超长或者等待超时时发送数据。+tsbuf:256ok注：串口缓冲区大小为 256at+tsbuf=500+tsbuf注：改变串口缓冲区大小为 500ok注：改变串口缓冲区大小成功4.4 +tstime 串口超时时间串口超时时间命令命令可能的回应可能的回应at+tstime？注：询问当前的串口超时时间。串口的发送采用长度和时间策略，当串口数据超长或者等待超时时发送数据。+tstime:100ok注：串口超时时间为 100 毫秒at+tstime=200注：改变串口超时时间为 200 毫秒+tstimeok注：改变串口超时

56、时间成功4.5 +tslipaddr 本地本地 ip 地址地址命令命令可能的回应可能的回应at+tslipaddr？注：询问当前的本地的 ip 地址，此指令只能用于查询，无法手动改变，gprs 上网后自动设置。+tslipaddr: 4ok注：当前 ip 地址为 44.6 +tslport 本地端口本地端口命令命令可能的回应可能的回应at+tslport？注：询问当前的本地端口+tslport:1234ok注：当前的本地端口为 1234at+tslport=1000注：改变当前本地端口为 1000+tslportok注：改变当前本地端口成功4.7 +tsripaddr 远程远程 ip 地址地址命令命令可能的回应可能的回应at+tsripaddr？注：询问当前的远程 ip 地址+tsripaddr:00ok注：当前的远程 ip 地址 00at+tsripaddr=01注：改变当前远程 ip 地址为 202.150.1