電力遠程自動抄表系統(tǒng)解決方案

部分 概述

隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，在原有的人工手動抄表中已經(jīng)發(fā)展到遠程智能抄表，通過現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)智能化的從遠端把需要的數(shù)據(jù)采集到一起，那么，在很多必須無人值守的設(shè)備或監(jiān)測點，不適合搭建有線通訊網(wǎng)絡(luò)。若采用光纖或電臺的方式實現(xiàn)無線通訊，不僅設(shè)備投入耗資巨大，而且不適應(yīng)移動的需要。

隨著新一代移動通訊業(yè)務(wù)的產(chǎn)生和全面投入，無線移動數(shù)據(jù)通訊的應(yīng)用也越來越廣泛。安全的數(shù)據(jù)傳輸和永遠在線特點，配合按流量收費的資費方式，使GPRS通訊在工業(yè)控制、環(huán)境保護、道路交通、商務(wù)金融、移動辦公、零售服務(wù)等行業(yè)中的應(yīng)用具有的性價比優(yōu)勢。采用GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)的移動IP通訊，既可獨立作為數(shù)傳通道，也可作為已經(jīng)架設(shè)光纖、數(shù)傳電臺等方式的輔助手段。

GPRS遠程抄表系統(tǒng)是深圳市智聯(lián)物聯(lián)科技有限公司和系統(tǒng)集成商合作開發(fā)的基于GPRS技術(shù)的用電管理自動抄表系統(tǒng)。它由電度表、D10 DTU、采集器及中心服務(wù)器組成。采集器實時采集用戶的用電數(shù)據(jù)，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)匯集到服務(wù)器。具有采集數(shù)據(jù)快速準確，能快速生成用電統(tǒng)計分析,交費單據(jù)等特點，與傳統(tǒng)的人工抄表、電話線抄表相比，極大地提高了效率。

PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)構(gòu)成

本系統(tǒng)除了準確、實時抄表外，還提供了設(shè)備管理功能，如告警：開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過載告警等；控制：對欠費用戶進行拉閘等。并提供停電數(shù)據(jù)保護功能，在停電48–72小時內(nèi)仍可抄表和監(jiān)控。本系統(tǒng)結(jié)合聯(lián)通公司的短信平臺，在告警時，可根據(jù)具體內(nèi)容發(fā)短信給相關(guān)的管理人員。

本系統(tǒng)提供豐富的接口，可與電業(yè)系統(tǒng)的MIS系統(tǒng)鏈接或進行二次開發(fā)。

抄表軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫為ORACLE數(shù)據(jù)庫，運行于WIN98/2000/XP、NT的操作系統(tǒng)，易于使用。軟件所能管理的用戶數(shù)量沒有限制。

第二部分 項目分析

本系統(tǒng)由電度表，采集器，D10 DTU傳輸終端，帶系統(tǒng)軟件的主站組成。手持終端是本系統(tǒng)的補充，在系統(tǒng)出現(xiàn)意外時進行人工抄表。

2.1系統(tǒng)組成

2.1.1 電能表： A）三相有功無功多功能表，有功0.5級、無功plc遠程控制網(wǎng)關(guān)2級，具有RS485通訊接口，電力部DL/T645通訊規(guī)約?；蛘呤褂茫築）三相有功復(fù)費率表，有功1級，具有RS-485通訊接口，電力部DL/T645通訊規(guī)約。

2.1.2 采集器：采集器主要特征如下：采用24個I/O口，可帶24戶電度表，停電數(shù)據(jù)保護，帶后備電源，停電后仍可抄表。

2.1.3 傳輸終端： 傳輸終端采用德傳的D10，實時在線，內(nèi)嵌自主知識產(chǎn)權(quán)的TCP/IP協(xié)議棧，透明傳輸，同時支持RS232和RS485，支持多種工作模式，支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)。

2.1.4 中心軟件系統(tǒng)：基于ORACLE數(shù)據(jù)庫的抄表軟件，用戶數(shù)量無限制，安全可靠，運行和處理速度快 ，功能豐富完善。

2.2 系統(tǒng)總架構(gòu)

多個電表通過RS485通信接口把電表數(shù)據(jù)傳到采集集中器上，采集集中器通過RS485通信接口和德傳的D10連接，遠程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器可以使用APN專線或普通ADSL等作為網(wǎng)絡(luò)接入。當(dāng)D10通過GPRS網(wǎng)絡(luò)連接到遠程數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機，建立透明數(shù)據(jù)通道后，采集終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)只要送到串口，D10就會把收到的數(shù)據(jù)原封不動地發(fā)送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器主機；同時服務(wù)器主機下發(fā)的命令通過通道傳輸?shù)紻10后，D10通過串口送到采集終端，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)雙向透明傳輸。系統(tǒng)拓撲圖如下圖所示：

2.3系統(tǒng)功能

（1）設(shè)置電能表的參數(shù)，讀取各種計量和管理數(shù)據(jù)；plc遠程控制網(wǎng)關(guān)

（2）抄表數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、查詢、備份、報表、圖表生成；

（3）廠站管理；

（4）自動抄表、定時上報、實時查詢等；

（5）掉電數(shù)據(jù)保存；

（6）瞬時量數(shù)據(jù)的綜合處理；

（7）系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份、存檔和向外輸出數(shù)據(jù)；

（8）歷史數(shù)據(jù)事件記錄功能；

（9）實時報警；

（10）根據(jù)線路上的表計關(guān)系計算線路損耗；

（11）可提供多路模擬量、開關(guān)量輸入，實現(xiàn)開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過壓告警、過流告警、過載告警、傾斜或移動報警等其他功能；

（12）遠程控制斷電功能；

（13）采集的參數(shù)豐富，如：a.當(dāng)前、上月、正向有功、反向有功、無功四象限的總及尖、峰、平、谷四費率電量；b.正向、反向、有功、無功的需量及需量發(fā)生時間；c有功功率、無功功率、三相電壓、三相電流、功率因數(shù)；d失壓累計次數(shù)、失壓累計時間、集抄器停電起止時間等；e單位時間負荷曲線、三相電流曲線、三相電壓曲線、有功功率曲線、無功功率曲線、功率因數(shù)曲線。

第三部分 項目架構(gòu)實施

3.1 傳輸模塊與采集終端連接

德傳的D10無線傳輸模塊同時支持RS232/485接口，可通過RS232/485與終端通訊。本系統(tǒng)采用的是485的接口方式。D10和采集器的接線線序如下：

3.2 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)接入方式分析

1. APN專線接入

中心采用APN專線， 所有點都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP，客戶中心通過一條2M APN專線接入移動公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進行廣域連接，在GGSN與移動公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。plc遠程控制網(wǎng)關(guān)

為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請該APN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡才能進入專網(wǎng)APN，防止其他非法用戶的進入。

用戶在內(nèi)部建立RADIUS服務(wù)器，作為內(nèi)部用戶接入的遠程認證服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用路由器本地認證功能）。只有通過認證的用戶才允許接入，用以保證用戶內(nèi)部安全。

用戶在內(nèi)部建立DHCP服務(wù)器（或在APN路由器內(nèi)，啟用DHCP功能），為通過認證的用戶分配用戶內(nèi)部地址。移動終端和服務(wù)器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。雙方采用防火墻進行隔離，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾。

中心采用APN專線接入的方式，在實時性，安全性和穩(wěn)定性表現(xiàn)優(yōu)異，適合于安全性要求較高、數(shù)據(jù)點比較多、實時性要求較高的應(yīng)用環(huán)境。在資金允許的情況下佳組網(wǎng)方式。

2. ADSL撥號連接（動態(tài)公網(wǎng)IP地址）

中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)動態(tài)IP+DNS解析服務(wù)的?？蛻粝扰cDNS服務(wù)商聯(lián)系開通動態(tài)域名，IP MODEM先采用域名尋址方式連接DNS服務(wù)器，再由DNS服務(wù)器找到中心公網(wǎng)動態(tài)IP，建立連接。此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務(wù)器的穩(wěn)定，所以要尋找可靠的DNS服務(wù)商。此種方案適合小規(guī)模應(yīng)用。

3. 通過固定公網(wǎng)IP連接

中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP服務(wù)的。此種方案先向INTERNET運營商申請ADSL等寬帶業(yè)務(wù)，中心有公網(wǎng)固定IP的。IP MODEM直接向中心發(fā)起連接。雖然申請固定IP費用比較貴，但其運行可靠穩(wěn)定，組網(wǎng)方式簡易方便，深受廣大用戶的青睞，一般推薦此種方案。

3.3 無線數(shù)據(jù)傳輸方式

傳輸設(shè)備采用德傳的D10，其功能齊全，性能穩(wěn)定，簡單易用，它是一款工業(yè)級別的無線傳輸終端，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種各樣的工業(yè)，金融場合。

終端設(shè)備和傳輸設(shè)備連接好后，設(shè)置好各種通訊參數(shù)，工作模式后，在傳輸設(shè)備D10中填入數(shù)據(jù)中心的地址和應(yīng)用程序的端口號。這樣當(dāng)終端設(shè)備數(shù)據(jù)傳給傳輸設(shè)備D10，D10就會把數(shù)據(jù)透明地傳輸?shù)街行?。終端設(shè)備支持多種中心模式（主備中心，多中心），多種激活模式（電話，短信，數(shù)據(jù)），多種工作模式（TCP，UDP，telnet等），方便用戶組網(wǎng)和各種系統(tǒng)需求。心跳包機制，注冊包機制，數(shù)據(jù)幀可控，重連機制等多種機制不僅保證設(shè)備實時在線，而且穩(wěn)定可靠，同時方便客戶根據(jù)現(xiàn)場的情況，來設(shè)置各種傳輸參數(shù)，進而達到效果。

深圳市智聯(lián)物聯(lián)科技有限公司是一家致力于提供工業(yè)級無線網(wǎng)絡(luò)通訊產(chǎn)品和解決方案的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，智聯(lián)物聯(lián)科技集產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、技術(shù)服務(wù)及定制化開發(fā)于一體。公司成立以來，為各行各業(yè)提供基于移動通信M2M系列產(chǎn)品和解決方案；工業(yè)級3G/4G無線路由器，4g工業(yè)路由器，4G dtu，車載wifi，PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)，工業(yè)路由器，工業(yè)級路由器，工業(yè)級無線路由器，工業(yè)級4g無線路由器，3g路由器，4g路由器，工業(yè)4G網(wǎng)關(guān)，工業(yè)無線路由器，打印服務(wù)器，串口服務(wù)器

遍及智能電力、智能交通、智能消防、智能家居、智慧水利、智慧醫(yī)療、快遞柜、充電樁、自助終端、公共安全、安防通信、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境保護、環(huán)境監(jiān)測、路燈照明、花卉栽培、車載Wifi等多個領(lǐng)域。

智聯(lián)物聯(lián)擁有一支專業(yè)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊產(chǎn)品研發(fā)團隊，由具有豐富的電子產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗的電子工程師、軟件工程師和豐富的系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)驗的網(wǎng)絡(luò)工程師組成，以工業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)流程和標準，采用的技術(shù)，不斷創(chuàng)新，追求，開發(fā)出一系列穩(wěn)定、可靠的工業(yè)通訊產(chǎn)品，獲得了多項發(fā)明和。

企業(yè)文化：智聯(lián)物聯(lián)以專業(yè)的團隊、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、完善的服務(wù)得到客戶的信任和認可。

智聯(lián)物聯(lián)價值觀：專業(yè)合作、誠信立業(yè)、創(chuàng)新興業(yè)、客戶滿意。

一、工業(yè)級設(shè)計

1.采用高性能工業(yè)級32位處理器

采用無線解決方案高通芯片，處理速度快，功耗小，發(fā)熱量低，兼容性強，更加穩(wěn)定，能滿足一年365天7*24小時長時間穩(wěn)定運行不掉線。

2.采用高性能工業(yè)級通信模塊

采用華為等高質(zhì)量的通信模塊，接收能力強，信號穩(wěn)定，傳輸更快。

操作系統(tǒng)

采用OpenWRT一個高度模塊化、高度自動化的嵌入式Linux系統(tǒng)，讓設(shè)備更加穩(wěn)定，擁有128Mb超大Flash、1G超大內(nèi)存，可以支持個性化定制開發(fā)的需求。

優(yōu)質(zhì)的PCB線路板，采用工業(yè)級元器件

公司產(chǎn)品線路板采用高品質(zhì)材質(zhì)，高標準生產(chǎn)，4層板工藝，產(chǎn)品元器件采用性能穩(wěn)定的工業(yè)級元器件，全部機器自動化實現(xiàn)貼片生產(chǎn)，保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定可靠。

電源采用寬電壓設(shè)計

支持DC5V-36V，內(nèi)置電源反相保護和過壓過流保護，承受瞬間電壓電流過高的沖擊。

以太網(wǎng)采用千兆網(wǎng)口，內(nèi)置電磁防護

以太網(wǎng)接口內(nèi)置1.5KV電磁隔離保護，千兆網(wǎng)口，傳輸速度更快。

抗力強

外殼采用加厚金屬外殼，屏蔽電磁干擾，設(shè)備防護等級IP34，適合在環(huán)境惡劣的工業(yè)環(huán)境下使用。

二、功能強大

1.多模多卡，負載均衡

擴展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量、加強網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。

支持網(wǎng)絡(luò)制式

支持國內(nèi)三大運營商2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)制式，或者支持歐洲，或者支持東南亞，或者支持非洲，或者支持拉美等國家的2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)制式。

支持有線無線備份

WAN口和LAN口可彈性切換，支持WAN口有線和無線備份，有線優(yōu)先、無線備份。

串口傳輸

支持同時串口232/485串口傳輸。

支持APN/VPDN專網(wǎng)卡，支持多種VPN

支持APN/VPDN專網(wǎng)卡使用，同時支持PPTP、L2TP、Ipsec、OpenVPN、GRE等多種VPN。

強大的 WIFI功能

具備WIFI功能，可隱藏SSID，同時支持3路WiFi，最多可支持15個信道，可同時接入50個設(shè)備，WIFI支持802.11b/g/n,支持WIFI AP、AP Client，中繼器，中繼橋接和WDS等多種工作模式，支持802.11ac，即5.8g（可選）。

支持IP穿透功能

可實現(xiàn)主機IP為路由器獲取的IP地址，相當(dāng)于主機直接插卡撥號上網(wǎng)獲取基站IP。

支持VLAN虛擬局域網(wǎng)劃分

通過VLAN的劃分，增強局域網(wǎng)的安全性，VLAN技術(shù)，能將不同地點、不同網(wǎng)絡(luò)、不同用戶組合在一起，形成一個虛擬的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

支持QOS，帶寬限速

支持不同網(wǎng)口帶寬限速，IP限速，總帶寬限速。

支持DHCP，DDNS，防火墻，NAT，以及DMZ主機等功能

支持ICMP，TCP，UDP，Telnet，F(xiàn)TP，HTTP，HTTPS等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

支持定時重啟、手機短信控制上下線

可選支持portal廣告，短信認證，微信認證，GPS/北斗定位功能（可選）

支持M2M云平臺管理，和WEB監(jiān)控

設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)控、流量限制功能、資源推送、統(tǒng)計報表、遠程設(shè)備管理（遠程重啟，WiFi開關(guān)），遠程參數(shù)修改，流量限制，gps定位追蹤軌跡。

三、穩(wěn)定可靠

1.支持硬件WDT看門狗，提供防掉線機制，確保數(shù)據(jù)終端永遠在線。

2.支持ICMP檢測，流量檢測，及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異常自動重啟設(shè)備，保證系統(tǒng)長期使用穩(wěn)定可靠。

3.工業(yè)級設(shè)計，金屬外殼，抗干擾、防輻射，濕度95%無凝結(jié)，耐高溫耐低溫，零下30度至高溫75度也可以正常工作。

4.產(chǎn)品通過*，歐洲CE認證等多種認證

操作簡單，方便易用

1.上網(wǎng)簡單，推桿式用戶卡接口，插入手機卡/物聯(lián)網(wǎng)卡/專網(wǎng)卡，上電后即可聯(lián)網(wǎng)使用網(wǎng)口和WIFI。

2.支持軟硬件恢復(fù)出廠設(shè)置，可軟件清除參數(shù)，可硬件RST一鍵恢復(fù)出廠設(shè)置。

3.產(chǎn)品快速使用說明書，WEB菜單式頁面，可以快速設(shè)置使用設(shè)備。

4.診斷工具：日志下載查看，遠程日志記錄，ping檢測，路由追蹤，方便檢測設(shè)備信息。