虚拟专网下的GPRS远程电力监测模型设计

虚拟专网下的GPRS远程电力监测模型设计

安改英

安改英河北保定市安科电气有限公司，河北保定，071000

摘要：GPRS远程电力监测模型具有稳定和可靠的特点，其信息传送安全，精准，并能够保证随时监控。本文首先研究了GPRS通讯策略，给出GPRS技术下的远程电力在线监测体系设计关键点，通信板块构造和自动监测功能，然后给出GPRS远程电力监测模型的硬件构造并分析了基带状态机。最后给出了GPRS远程电力监测模型软件设计。

关键词：GPRS；远程；电力监测；通讯；基带状态机；软件设计

1引言

现有的人工记录客户用电数据模式操作量大，效率很低，抄表信息的实时性很差，不能够满足当前用电营业监管需求。通过现有的通讯策略完成用电信息实时记录和监控，能够获取客户用电的异常状况，提升企业防范窃电水平。

2GPRS通讯策略

2.1GPRS分组标准

GPRS为欧洲电信机构中的GSM架构中的分组，GPRS即通过信道捆绑与增强数据写入速率完成高速接入，当前的GPRS能够在一个频道或者八个信道中完成捆绑，并把各个信道的传送速率提升到15.2Kbps。

2.2移动使用者共享信道

GPRS能够让多个移动使用者共享相同的无线信道，而单个的移动用户也可同时占用多组信道，事实上，不发送与接受数据包的使用者仅占用较小一部分网络资源。由于GPRS呼叫链接时间较短，能实现永久在线状态。并且GPRS传送的数据量并不以链接时间作为基础进行计费，使得各个用户的服务成本较低。

2.3本章小结

本章主要给出GPRS通讯策略，包括GPRS分组标准和移动使用者共享信道的过程。

3GPRS技术下的远程电力在线监测体系

3.1GPRS通讯模型整体方案

在远程电力监测模型中，通过设备分布状态多而杂以及获取数据流量大的状况，本文引入GPRS无线通讯策略。具体方法是把GPRS终端通过虚拟专网接入，并采用APN专用服务装置和客户端服务装置间衔接，完成数据交换。

3.2在线监测体系设计关键点

在线监测体系设计关键点即通过终端GPRS通讯板块与抄表主站点间构建通讯关联。整个系统通过虚拟专网衔接，主站通信板块与GPRS终端的通信部分对接，并与该服务装置完成通信，采用虚拟专网（即在公用网络中构建专门网络的技术，该类网络的虚拟特征在于整个VPN网络间的任意两个点能实现链接，而不需要传统的端到端链路）能够实现主站和终端间的关联。

3.3GPRS通信板块构造

整个GPRS通信板块中，通信板块主要接收和输送从采集端和客户端传送的信息。并具有动态匹配IP地址的功能。此外，GPRS存在一个和多个RS232接口，数据采集板块，用户监管中心和客户服务装置。在该工作模式下，GPRS能够向通信中心发出链接请求。

3.4自动监测

当GPRS向通信中心发出衔接请求时，服务装置构建Socket连接，并自动搜索通道，当检查失败时，需要重新链接，因而需要保证信道的开通。客户端服务装置能够面对电能监管客户，客户端完成虚拟连接后进行信息交换。

3.5本章小结

本章主要给出GPRS技术下的远程电力在线监测体系，研究了GPRS通讯模型整体方案，在线监测体系设计关键点，GPRS通信板块构造和自动监测方式。

4GPRS远程电力监测模型的硬件构造

4.1GPRS通信端的CPU

GPRS通信端的CPU主要通过IAPX298处理装置，最高主频是30MHz并融合18位数据总线与28位地址总线。其中，IAPX298具有两种运转模式：实时模式与保护模式。实时模式能够直接探访内存，并采用EMS与XMS内存行驶完成映射，在保护模式下，IAPX298可探访16兆字节内存，并能够处理异常动作。

4.2实时模式与保护模式

实时模式中，IAPX298能够直接访问内存空间，该空间被限制在2MByte中，而更多的内存则需要采用EMS与XMS内存模式完成映射。在保护方式下，IAPX298可探访18M字节的内存，因而具备异常应对模式。

4.3基带状态机

GPRS通信板块选用CMS91-1800，该板块通过基带状态机为中心，并结合天线，接收机板块，闪存，RAM，电源监管板块，电源切换板块，扬声装置，耳机接口部分，串并口和SM卡接口板块。

4.4TCP/IP协议

GPRS终端中嵌入了TCP/IP协定，主要包含UDP,TELENT，SMTP，Pop3，整个终端的数据流动方向为把信息集合转换为TCP/IP信息包，进而转换为GPRS信息包，并采用无线链路转换到数据交换中心中。该中心把信息通过Socket转换为TCP/IP数据包中，进而转换为初始信息。

4.5本章小结

本章主要研究了GPRS远程电力监测模型的硬件构造，分析了GPRS通信端的CPU，实时模式与保护模式，基带状态机和TCP/IP协议。

5GPRS远程电力监测模型软件设计

5.1GPRS远程电力监测通信中心软件设计

GPRS远程电力监测通信中心能够连接终端装备和后台系统完成数据转换。通信核心具备一个能够动态解析郁闷，并把终端和后台采用该域名进行链接的板块。链接之后则依据设置的规则完成数据转换。

5.2GPRS通讯

在GPRS远程电力监测模型的通讯中，需要保证信息通畅与数据转换可靠度，因而需要保证GPRS无线信道通畅以及SOCKET链接通畅。

5.3本章小结

本章主要研究了GPRS远程电力监测模型软件设计，给出监测通信中心软件设计和GPRS通讯模式。

6本文总结

GPRS在远程电力监测中的运用，能够实现仪表测量的网络化监管，并使得抄送信息和远程监测便捷，实时性强。

本文首先给出GPRS通讯策略，包括GPRS分组标准和移动使用者共享信道的过程。进而主要给出GPRS技术下的远程电力在线监测体系，研究了GPRS通讯模型整体方案，在线监测体系设计关键点，GPRS通信板块构造和自动监测方式。之后研究了GPRS远程电力监测模型的硬件构造，分析了GPRS通信端的CPU，实时模式与保护模式，基带状态机和TCP/IP协议。最后给出GPRS远程电力监测模型软件设计，完成监测通信中心软件设计和GPRS通讯模式设计。

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