基于GPRS的热电远程监控系统

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热电集团供热管网担负着重大的供热任务，热力销售是企业的主要经济效益来源，用户的用热计量数据是收费和系统控制的主要依据，因此计量信息工作是生产经营环节中重要的基础工作，它的准确性、可靠性、及时性直接影响着企业的经济效益。
1、前供热管网监控现状
原有的供热管网监控系统大多采用无线超短波电台作为传输手段，主要存在着如下问题：
(1)随着城市的不断规划和建设，原来超短波台站与中心台站之间新建的高楼大厦阻挡了信号的传输，使得数据不能正常抄报；
(2)目前，许多高层用户的热交换站（动力站）均设在地下负 2-3 层，超短波电台无法安装，也不能够使用；
(3)由于无线电超短波电台的局限性，一般台站的天线应远离高大建筑物，但实际情况不能满足无线电超短波电台的要求，而且风、雨、雷等对数传电台有巨大影响，造成站台的巡查、加固各、修复工作量大；
(4)超短波电台，只支持对用户的循环数据召调，在各终端无故障的情况下，一个周期需要 2 个小时，即每个用户 2 个小时传送一次数据信息，实时性远不能满足现代企业信息化建设的需要；
(5)无线电频谱是一种资源，国家对频谱进行严格的审批和限制，随着国家对无线电频谱资源的限制和对电磁污染的治理，无线超短波通信已不是企业数据采集传输的最佳方案；
(6)现有传输系统不仅需要人工巡查维护、维修费用，由于体积大、发射功率大，对仪表运行造成干扰，计量信息不准确不及时为一些用户钻空子偷汽、漏气等提供了可乘之机，严重影响企业的经济效益；
原有的无线电超短波电台，存在稳定性差、日常维护工作繁杂、安装条件苛刻、造价高等问题，远不能满足当前工业监控信息传输的需要，已成为企业信息化建设发展的瓶颈，为了有效解决供热管网电台传输存在的问题，我们必须选择“GPRS”。
2、GPRS的优势
选择合适的传输系统是技术改造的基础。GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是为GSM 用户提供分组形式的数据业务而在现有系统上发展起来的，它允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，不需要利用电路交换模式的网络资源，特别适用于供热管网监控这种间断的、突发的和频繁的少量数据传输。
GPRS技术从实验室研究、地区范围内试用到正式商用，经过了长时间的完善，技术先进、可靠；GPRS设备数据监控终端传输设备一开机就能自动附着到GPRS网络上，与数据中心实时在线进行实时数据通讯、高速传输、可靠性高；GPRS网络覆盖全球，不存在信号盲区，按照流量收费，没有数据流量的传递时不收费用，计费合理、科学；企业运行投资小，效益高。
这些特点适合于提高企业计量信息的及时性、可靠性、准确性和实现企业生产管理的信息化。通过对技术先进性、系统兼容性、扩展性、网络覆盖范围、企业的投资规模和效益等几个方面对比分析，广泛查询技术资料，决定采用中国移动的GPRS网络作为通讯传输媒介。
3、选择GPRS要解决的主要技术问题
1)、数据中心接入方式的选择
采用GPRS网络，数据中心有如下几种模式：采用光纤专线的方式、采用ADSL作为数据通讯中心、采用无线GPRS调制解调器的方式。
2)、数据中心的IP地址的选择
网络通讯必须知道对方的IP地址，我们选用SIM卡绑定固定IP地址模式，在该种模式下，中心获得一个固定的IP地址，数据采集终端将中心的地址配置后，一上电即可与中心建立双向数据通道，不用进行域名解析，数据流量小，传输快速。
这样GPRS数据远程监测系统采用GPRS作为通讯手段，利用无线分组交换技术，为用户提供各种速率的高质量、透明数据传输的永久或半永久性专用电路。一个用户可以使用多个无线信道，同时一个信道也可以让多个用户共享。
3)、建立集团的虚拟专网，保证数据的可靠性
系统的可靠性和安全性，是一个管网监控系统的生命。采用GPRS无线数据，中心绑定固定IP地址，为数据中心和采集终端建立了多条虚拟专线；企业组成独立的GPRS 无线DDN网络，所有现场数据都通过这条网络通道进行传输，其他未经许可的用户和网络数据无法进入该网络，充分保证了用户数据的安全性和可靠性。
4)、编制GPRS数据传输软件：
原有仪表只支持超短波电台的招测模式，而对基于TCP/IP协议的网络数据传输模式不支持，为了保证系统的兼容性和扩展性，开发应用软件，有效解决GPRS供热管网监控系统应用的难关。
4、系统构成
系统由用户数据监控终端、GPRS用户专网和数据中心三部分组成。网络拓扑结构图如下：

5、软件使用功能
主控室监控软件采用通用编程工具进行开发，灵活性好，针对性强，开发以下功能：
用户管理界面采用数字地图；
报表功能系统可以针对某一用户、某一站点或者整个系统自动做出日报表、月报表、年度报表等汇总报表。
图表曲线功能，直观的反映出各个用户的用汽情况；
故障处理和报警功能；
强大的数据库查询功能；
完整设备数据库；
独特的右键添加用户功能；
兼容不同通讯协议；
实时在线功能；
系统安全设置。
这些功能可以对采集来的现场数据和实时数据进行分析、处理、保存、入库，制作输出报表，绘出各种曲线，从而实现整个系统的远程抄表、实时监测及自动化管理功能，真正实现了高效率和办公自动化，使网络化管理变得简单易行。
6、运行效果与经济效益
基于GPRS的供热管网监控系统按照上述方案进行改造，投运后，系统的运行稳定可靠，更能及时地、连续地记录、反映管网运行的实际工况，抗干扰性强，可靠性高，通讯速率高，组网简单，安装方便，不受传输距离限制，运行费用低，并且以其网络的安全防范性好，充分体现了其强大的优势。
7、结束语
基于GPRS的供热管网监测系统完全适用于所有低数据量的传输业务，包括城市配电网络自动化，自来水输配调度、燃气输配调度、金融、交通、水利、环保、公安、商业POS机、INTERNET接入、个人信息、股票信息等行业，推广应用后，可提高社会服务质量，保证社会各行业的公平公正合理费用结算，杜绝贸易纠纷，为推动社会公共服务行业文明与进步做出重要贡献。