GPRSCDMA网络技术在电力计量行业内的应用及研究

杜绍明

摘 要：电能表是电力计量行业中最为重要的计量单位，对于国内市场三相用电的工业用户，电子式多功能电能表具有很大的作用。随着电力行业的不断发展，电能表在工业三相用电中的需求也大大增加。而电能表的安装位置也逐渐向一些偏远地区发展，这就使得在进行抄表计费的时候十分不便。根据这种情况，以GPRS或CDMA网络技术为基础，实现电能表的网络化。采用模块化技术对电能表软硬件进行设计，从而全面提高电能表的应用效率，促进电力计量行业的发展。

关键词：GPRS CDMA 网络技术 电子计量行业

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（c）-0064-01

在我国电力计量行业中，对电网下的用电单位和用电线路进行用电分析、考核、计量等操作，都需要用到电能表。电能表能够反映出线路故障、用电质量、用电数量等信息，为电力公司优化电网、收取电费提供依据。传统电能表信息的获取需要由人工或通过有线通道来完成，人力、物力和财力的消耗较大，成本较高，不利于电力计量行业的发展。而随着科技的发展，基于GPRS和CDMA网络技术的电子式多功能网络电能表的出现，极大改善了这一问题，使电力计量行业得到了进一步的发展。

1 GPRS和CDMA网络技术

1.1 GPRS网络技术

GPRS网络技术是通用分组无线业务的简称，它的产生和发展是以GSM网络为基础，是一种高速数据网络业务。GPRS的数据传输速率很高，利用分组交换技术，对利用网络资源和无线资源进行了优化。GPRS的网络接入速度快，能够无缝连接现有的数据网，支持应用标准数据通信协议，与X.25、IP网络能够实现互通。其核心网络采用了IP技术，底层则运用的传输技术多样，可以无缝连接IP网络。同时，GPRS的计费功能是以服务质量等级、业务类型、数据流量等信息为基础，大大提高了合理性和便捷性[1]。

1.2 CDMA网络技术

CDMA又叫做码分多址，应用在无线通信之上。使用者能够利用CDMA使用全部频带，对于其他使用之发出的讯号，可自动视为杂讯，不会受到讯号碰撞的影响。在实际应用中，CDMA采用了语音编码技术，具有优于GSM的通话品质，可以降低用户周围的噪音，使用户获得更加清晰的通话体验。在手机上应用CDMA，能够通过展品通信技术降低手机之间的相互干扰，提高用户的容量。同时，能够降低手机的功率，延长使用时间，还可减少手机辐射对人体的危害。CDMA能够扩展很大的宽带，在手机领域得到了大量应用。CDMA的认证体制十分良好，同时采用分码多工传输，大大提高了安全性能。目前，CDMA的发展十分迅速，尤其是宽带分码多工传输技术，更是具有十分广阔的发展前景。

2 GPRS/CDMA网络电能表的硬件设计

2.1 基表部分

网络电能表的基表部分包括按键、始终、通讯、显示、存储、采样、电源等多项回路。它具有监控、通讯、显示、计量等多种实用功能，对三相正反向有功电能、四象限无功电能及需量进行准确的分时计量。还可对功率因数、有功功率、无功功率、电流、三相电压等数据进行准确的实时测量。对于断相、失流、失压等情况，能够自动进行检测和记录，同时将数据显示在液晶屏上，或者利用红外通讯通道联系上位机软件。其中主要的比较主要的构成部分有电源回路部分、采样回路部分、存储模块部分、液晶显示和时钟按键部分、通讯部分等[2]。

2.2 通讯模块部分

在电能表无线通讯模块当中，包含了状态监测输出、LED检测、无线模块通讯、遥信信号检测、数据的采集和存储、以及电源等回路。通过这些部分的共同工作，能够根据用户的需求，采集和存储不同的基表数据，例如瞬时量、需量、可储电能量等数据信息。对于一周曲线数据，可以通过15分钟周期进行存储。网络登录功能要靠驱动无线通信模块来实现，可以传输给元曾系统主站数据，对两路外部的遥信信号进行检测，从而防止窃电的发生。当前模块运行状态的检测是利用LED状态显示的状态监测输出端口。

3 GPRS/CDMA网络电能表无线通讯软件模块

在无线通讯模块的设计和开发过程当中，主要包括状态监测输出、遥信信号检测、数据采集存储、无线模块通讯、LED检测等部分。在硬件平台当中，通过相应的软件驱动来确保各项功能模块的正常运行[3]。在无线模块单元当中，通过GPRS和CDMA通讯芯片软件驱动的初始化，来实现该软件模块的功能。在远程电能表当中，它是实现无线通讯的核心软件部分，具有网络自建、数据上报等功能。要确保发送到系统主站的电能表数据资料的准确性，就要确保该软件模块处于正常工作状态。

网络电能表的软件部分主要应用了GPRS和CDMA无线通讯芯片驱动，能够对数据传输、上网拨号、网络初始化、信号检测、开关机等操作进行控制。包含了带中断I/O口操作、串口通讯控制、MCU关键控制等方面的内容。此外，还包括了在通讯模块单元中，数据的上下行采集、软件存储模块、传输软件模块、遥信LED状态指示、转台监测输出等软件模块。通过以上这些部分软件模块的设计和应用，共同构成了GPRS/CDMA网络电能表的整体结构。确保各个部分的软件模块能够稳定、正常的运行，兼容性良好，从而保证网络电能表的整体功能可以正常发挥。

4 结论

随着科技的发展和进步，GPRS和CDMA网络技术在社会各个领域当中的应用越来越广泛，尤其是在电力计量行业的应用，更是十分普遍。基于GPRS和CDMA网络技术的网络电能表的出现，给电力计量行业运行模式带来了极大的改变，有效的提高了电力计量行业的运行和发展效率。而在网络电能表中，基于GPRS和CDMA网络技术所开发和设计的硬件平台和软件模块，具有十分强大和全面的功能，通过模块化设计和一体化思想，软件的流程进行了细化，极大提高了电能表的作用和功能，推动了电力计量行业的进一步发展。

参考文献

[1] 伍韬.GPRS/CDMA网络技术在电力计量行业内的应用及研究[D].山东大学，2012.

[2] 曹志强.信息化技术在电力计量中的应用[J].科技创新与应用，2013（18）：164.

[3] 张彤.电力可信网络体系及关键技术的研究[D].华北电力大学，2013.