基于GPRS的输油站场电量数据采集系统实现

吴锐 孙银香

摘要：该文介绍了利用GPRS技术实现了输油站场电量数据无线采集方案，设计了由电量采集器、GPRS模块、监控中心等组成的电量数据采集系统，实现了数据的实时采集和传输。

关键词：GPRS；监控中心；电量采集系统

中图分类号：TP302.1 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）24-5783-02

Implementation of Electric Quantity Collection In Pump Station Based on GPRS

WU Rui， SUN Yin-xiang

（Information Management， Sinopec Pipeline Storage and Transportation Company Division， Xuzhou 221008， China）

Abstract： This paper presents a solution using GPRS to implement electric quantity collection in pump stration. A system of electric quantity collection including collection unit， GPRS module，supervisory center is designed. This system implements real time data acquisition and transmission.

Key words： GPRS； supervisory center； collection system

1 概述

管道储运公司是一家进行原油存储和管输的专业化公司，下设100多座原油加压加热输油站场。每月各站场向公司总部上报电耗数据，公司总部及时进行汇总、统计分析，为公司节能降耗提供数据支撑。以往采用人工读取电能表数据的方式，这种方式无法保证数据采集的及时性和准确性，同时人工抄表的方式还非常不利于数据统计。该文采用无线传输方式，设计并实现了基于GPRS的电量数据无线采集系统。

2 GPRS技术介绍

GPRS（general packet radio service）通用分组无线业务，是在GSM全球移动通信系统网络之上发展起来的，为用户提供高速的分组数据业务的一种新的网络。GPRS技术是当今GSM网向3G移动数据通信网络过渡的关键技术，与GSM通信相比具有许多新的特点和优点[1-2]。

1） 可充分利用现有资源—中国移动全国范围的电信网络—GSM，方便、快速、低建设成本地为用户数据终端提供远程接入网络的部署；

2） 传输速率高，GPRS数据传输速度可达到57.6Kbps，最高可达到115Kbps—170Kbps，完全可以满足用户应用的需求，下一代GPRS业务的速度可以达到384Kbit/s；

3） 接入时间短，GPRS接入等待时间短，可快速建立连接，平均为两秒；

4） 提供实时在线功能 “alwaysonline”，用户将始终处于连线和在线状态，这将使访问服务变得非常简单、快速；

5） 按流量计费，GPRS用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，用户可以一直在线，按照用户接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时，用户即使挂在网上也是不收费的。

3 输油站场电量数据无线采集方案

电量数据无线采集的原理是：电量数据由智能电表通过RS-485通信接口传到电量采集器，电量采集器通过RS-232口将数据送入GPRS模块，数据经过协议封装后发送到中国移动的GPRS数据网络，通过GPRS数据网络将数据传送至公司总部数据监控中心，监控中心对数据进行处理，生成用户所需的各类统计分析报表。原理示意图如图1所示。

4 电量数据采集系统的设计

数据采集系统关键技术由硬件和软件两部分组成。其中，硬件部分主要完成数据采集、存储等功能；软件部分则完成对硬件控制、对采集数据进行处理等功能。

4.1 电量采集器

电量采集器同时与智能电能表及监控中心通讯，是整个数据采集系统中承上启下的关键部分。采集器通过RS-485接口直接连接到电能表上，既可支持单个电能表，也可同时支持多个电能表，实现对电能表参数的采集、存储、预处理。同时，通过RS-232接口控制GPRS模块建立同基站的连接。

4.2 GPRS模块

GPRS作为通信通道，在系统中具有重要作用。从电量采集器采集的数据通过GPRS传送到监控中心服务器，然后接收监控中心返回的统计信息及控制指令。GPRS模块选用西门子公司的MC39I模块，使用标准的AT命令格式。命令有模块、网络、SIM卡相关的设置和状态查询的命令。

4.3 监控中心

监控中心与GPRS网络的通信需要设计相应的管理软件，主要功能是实现接受和发送TCP协议的IP，以实现与GPRS的IP协议相互通信，完成现场电量采集器与监控中心的数据交换[3-4]。

管理软件采用了先进的面向对象技术、数据库技术和移动通信技术、将各种不同的功能封装成相互独立的模块，其主要功能如下：

1） 实时数据展示。通过绘制各输油站场变电站关键参数表、电量趋势图，并以web方式发布，用户可以方便直观的看到当前的实时数据。

2） 异常事件告警。当输油站场变电站电量采集器检测到掉电、上电、缺相等异常事件时，会主动上报监控中心，由监控中心显示告警画面，并将异常信息以短信的形式发送到有关人员的手机上，使异常事件得到尽快解决。

3） 数据的统计分析。可以按任意时段统计电量，自动汇总整条管线的用电量，自动筛选出用电异常的输油站场，供专业人员分析异常原因。

4） 历史数据查询。可以查询各输油站场用电量历史数据。对用电量按照任意选定的对象、时间段进行同比和环比。

5） Web信息发布。授权用户以浏览器方式访问系统，可以查询或打印数据、报表和电量曲线。

5 结束语

本文设计并实现了一种经济实用的远程数据采集系统，利用Internet+GPRS的无线网络平台，只需安装好终端设备即可完成接入系统工作，与传统的微波、载波、无线电台、等传输相比不需投资专用设备，一次性投资少、见效快。由于本系统可以实现完全无人工干预的自主工作， 因此它可以在有效保证数据通讯畅通的前提下大大地提高了工作效率， 节省了人力。应用本系统软件， 可以从最大程度上保证数据采集准确性， 数据传输的可靠性、 安全性和完整性[5]。因此，此方案的应用前景非常广阔。

参考文献：

[1] 栗玉霞，徐建政，刘爱兵.GPRS技术在自动抄表系统中的应用[J].电力自动化设备，2003，23（12）：52-54.

[2] 吕捷.GPRS技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2001.

[3] 黄志强，韩月霞，周茂.基于GPRS-Internet的城市路灯远程监控实现[J].微计算机信息，2007（1）.

[4] 高吉祥，张兴华.基于PTR8000的无线数据采集系统[J].长春工程学院学报：自然科学版，2007，8（2）：73-76.

[5] 杨瑞霞.基于GPRS电力无线抄表系统的设计与实现[J].电测与仪表，2007（12）.