基于GPRS的电力监控终端网络接入方案

李国盛

[摘    要]时代和科学技术的进步推动无线通信技术的广泛运用，利用GPRS网络技术，促使电力监控系统建立科学有效地连接，其主要是运用GPRS中的无线模块和信道作为接口设置，并以此为基础，利用PPP协议建立数据连接，然后运用相关的协议，形成对应的网络和传输层，进一步结合相关的协议规定，制定终端接入点方案，从而提高网络监控系统水平和质量。该方案主要是运用不同的软件来实现网络连接，因而具有成本低、配置较为灵活等特点。文章将分析基于GPRS电力监控终端网络接入方案具体方法和工作流程。

[关键词]GPRS;电力终端;监控网络;接入方案

[中图分类号]TP277 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）10–0–02

Network Access Scheme of Power Monitoring Terminal Nased on GPRS

Li Guo-sheng

[Abstract]The times and the progress of science and technology promote the wide application of wireless communication technology. GPRS network technology is used to promote the power monitoring system to establish a scientific and effective connection. It mainly uses the wireless module and channel in GPRS as the interface setting， and on this basis， uses PPP protocol to establish data connection， and then uses relevant protocols， Form the corresponding network and transmission layer， and further formulate the terminal access point scheme in combination with the relevant protocol provisions， so as to improve the level and quality of the network monitoring system. The scheme mainly uses different software to realize network connection， so it has the characteristics of low cost and flexible configuration. This paper will analyze the specific method and workflow of power monitoring terminal network access scheme based on GPRS.

[Keywords]GPRS; power terminal; monitoring network; access scheme

在电力系统中，为了保证整体运作的稳定和安全，加强对系统的监控，针对电力调度、系统负荷、远程抄表等工作，应建立有效的监测和管控系统。而GPRS是在原有的系统基础上，利用无线网络来建立数据连接系统，结合智能化終端和互联网，进行网络数据的分组和传输，因而其速度较快且效率高，能够满足各种数据的传输，从而为电力监控相关工作提供准确的数据，以便及时发现系统运行稳定和安全问题。

1 GPRS电力终端网络接入方案

1.1 终端硬件平台

主要是运用美国一家公司中的16位单片机。其在运行时，功率和能源消耗较少且是一种混合信号的控制设备，在其内部会设置看门狗定时、温度传感、寄存器以及通信接口等设备，运行时状态较为稳定，且能够实现在线编程。还有在平台中运用的无线调制解调器，它有标准、无线、内存接口，并且在功能上进行了升级，其工作信号质量好，但是没有协议栈，需要另外建立连接。

1.2 通信协议栈在终端的实现

在电力监控终端中，利用GPRS和互联网建立连接，在这具体的运行过程直接中，主要包含5个方面的内容：物理、数据、传输、网络、应用层。

1.3 具体的工作流程

1.3.1 终端拨号

在进行拨号前，应该将相关的无线调制器附着到对应的GPRS网络中，然后进行图文转化和激活，在完成后就可以进行拨号，并到GGSN中，在其应答后就会建立连接，形成物理层通道，在这过程中，运用到了：4个指令，如图1所示，终端拨号连接指令。

（1）依照先后的顺序来执行，并在前面三条指令完成，且显示正常，然后在四条指令结束时，返回连接，则表示和GGSN载波建立连接，从而形成物理层通道。

（2）GGSN的连接号码的数量和接入量，比如*99#依据实际工作经验，可以得知，通过拨号移动的几个号码都可以建立物理连接，但是在后面的PPP链路工作中，有的会出现号码失效的问题。

1.3.2 PPP数据连接

在接入相关的网络后，PPP将与GGSN鉴权、协调、数据缝封包建立连接，其具体的规范，是根据两个相同的数据实体之间的传输路线而设计的，并依据对应的顺序进行数据包串行和传递，利用PPP主要是为了方便和不同的网桥、路由器等建立连接。而相关的链路建立流程如下。

（1）有关终端与ISP之间建立物理层，利用ADSL拨号，并在ISP应答后，来促使形成链路，在完成后会立即向数据层发送Up事件，然后在建立连接。

（2）ISP在检测到载波后，会向终端发送LCP报文，而终端在收到请求时，向其发送报文，并进行鉴权配置，然后ISP会再次发出，有关内容只包含鉴权配置方法，在否定方式下运用PAP形式进行鉴权。

（3）在重复发送报文后，在认可请求下，有关LCP会进入到运行状态。

（4）终端继续发送报文，并将携带的内容转化为ACCM配置形式，然后在认可请求后，PPP链路会跳跃至鉴权状态，同时发送相关的验证码，包含和用户名和密码，然后在8连接到GPRS中时，用户名和密码呈现空状态。

（5）在收到并确认验证之后，PPP链路会再次跳跃到网络层协议阶段，所以终端会立即向其发送报文，获取IP地址。在拒绝地址请求后，会为其分配终端IP地址。

（6）终端会继续发送分配的IP地址请求，然后ISP向终端发送报文，并认可地址。在发送报文时，其实相关的数据层已经建立起来。

1.3.3 建立连接路线

主要是利用PPP协议、终端和GGSN间可以及时接收和发送IP数据，但不能进行直接通信，还要在相关的数据流上安置TCP协议栈才可以实现节点通信。在相关的PPP链路建立后，要立即进行TCP通信连接，运用uIP函数进行主机的连接，根据收到主机带回的相关数据，运用对应的协议进行处理，使得PPP和函数缓冲区相同，并在接收到数据后，通过全局变量数值来辨别其数据长度，因而uIP就可以获得对应的数据内容。通过以上的各个工作流程，主机和终端之间的链路就建立好，结合TCO链路连接的建立，运用应用层对数据进行解释，然后进行程序的编写。

2 GPRS技术的特点和优势分析

其实GPRS是通用无线分组业务，它采用的频段、宽度、结构、无线调制解调器、跳频形式以及ADMA帧结构和GSM大致相同，具有电路少、系统简单信号强、质量高等特点。但是其网络还存在一定的不稳定性，通过使用协议处理，运用关过过程较为复杂。GPRS技术的优势在于以下几点。

2.1 及时性

它主要是利用实时在线同步接收和多个数据的处理，没有延时性，能够满足数据收集和传递的要求。

2.2 可远程控制

主要是运用系统的双向性，对相关的设备进行状态监测、开关控制等，还可以通过远程进行系统的升级处理，大幅度提高工作效率。

2.3 扩展性好

当前GPRS的覆盖面较广，因而可以通过系统对大部分地区全面在线监控。

2.4 传送速度快，容量大

结合其数据收集和处理，并结合监测的突发数据，进行快速传递。

2.5 通信成本低

运用包月的形式进行计费，实际运营成本少，由于其实及时性和快速性，能够满足各种数据传输的要求，使用方便。

3 嵌入式电力监控通信系统的实现方法

它主要由单片机、GPRS、内存卡座、外接口、数据存储等内容组成，利用单片机来控制GPRS接收和发送数据，运用标准串口和外界控制设备来进行通信连接，并结合相关软件的使用，来完成数据转发。

3.1 单片机

主要是运用指令来完成网络系统的初始化，并将其附着在GPRS上，然后获得动态分配的IP地址，使得和终端建立有效稳定的连接。然后将标准串口和数据采集设备建立连接，依据对应的协议进行控制和通信，并将串口和GPRS模块中的接口分别连接，利用软件来对单片机进行初始化，同时控制系统数据的接收和发送。

3.2 扩展数据处理

单片机中的FLASH存储器，在进行嵌入时，具体的系统操作和网络协议需要一定的空间，所以可将其作为程序处理器，并结合地址锁存和外部数据器来保证程序的顺利运行。

3.3 无线数据传输

主要是将单片机中传递过来的IP或者分组数据，经过处理后在向外转发。无线调制器包含FLASH、基带处理、电源、插座等内容，其中的基带处理是其核心部分，主要运用为协议处理，利用串口进行指令的下发，而有关天线则是对信号进行调解和处理，并将外频信号和内部的基带处理进行信号转化。而电源主要是在处理射频时所需要的能源。

3.4 单片机通信程序

在系统中所有的软件统统使用C语言进行编写，并在系统调试环境下进行编译，但要注意的是所有的相关代码都要经过特点的下载后传入存储器中，而内部数据传输都要使用相同的协议处理，才能够保证网络层面的一致性，所以必须要在单片中进行编写程序的嵌入。

3.4.1 协议嵌入

可以根据实际的情况，选择合适的方法完成协议转化，而相关的TCP协议或者是IP协议，可以采用分层模式进行，并在数据打包处理时，在每个层面中将对应的信息增加到数据系统中，经过下层的协议封装到数据中，然后在数据处理器在接收到信息时，会进行剥离处理，并将剩下的数据作为一个数据包对待，然后经过GPRS对数据的解析，将其传送给对应的用户。

3.4.2 数据处理

所有的数据报文都要依赖于IP分组，大多数情况下，运用PPP协议进行传送，在网关报文的发送时，对会抵达相应的网络地址，而相关的应答帧会根据其IP传送到相关的模块中，当网络没有静态的IP地址时，不能进行通信连接，监控中心必须有固定的IP，在监测终端登录到对应的网络中时，会快速地找到监控中心，在链路产生异常问题时，GPRS会自动进行连接，数据中心和GPRS可以利用协议进双向通信，从而进行数据的科学传递。

3.4.3 监控中心

它主要是为了对接收到的GPRS信息进行保存，在通信分组下，监控中心可以直接进行网络访问，并结合相关的软件进行网络帧听，然后在接收到GPRS分组数据包、控制信息、来保证终端和协议间的正常通信。

4 结束语

在GPRS网络下的电力监控终端网络接入中，主要是根据相关链路的建立连接，并在系统5个层面的运行下，促使转化为对应的数据接口和处理端，从而保证这个那个系统的稳定和安全。

参考文献

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