第二部分系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)由帶系統(tǒng)軟件的主站、帶CM 3150P GPRS DTU傳輸終端、采集器及電度表組成。手持終端是本系統(tǒng)的補(bǔ)充,在系統(tǒng)出現(xiàn)意外時(shí)進(jìn)行人工抄表。
一、 數(shù)據(jù)中心主站
運(yùn)行集中抄表系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)(服務(wù)器或PC機(jī))稱為主站,主站通過(guò)寬帶網(wǎng)絡(luò)與終端DTU相連。中心提供互聯(lián)網(wǎng)IP地址及互聯(lián)網(wǎng)出口(端口)。
中心條件
首先用一臺(tái)能上網(wǎng)的PC機(jī),條件必須能讓外網(wǎng)訪問(wèn)的到,如運(yùn)行中心軟件的PC機(jī)在局域網(wǎng)里面,那要在局域網(wǎng)路由器做端口映射到本機(jī)PC,等這些條件具備之后在本機(jī)運(yùn)行一個(gè)中心DEMO,開(kāi)放一個(gè)端口,運(yùn)行軟件等待DTU的連接。
系統(tǒng)軟件
抄表系統(tǒng)的核心部分是系統(tǒng)軟件,它遵循DL/T645部標(biāo)通訊規(guī)約,并有擴(kuò)展性。
抄表軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)為ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù),運(yùn)行于WIN98/2000/XP、NT的操作系統(tǒng),易于使用。軟件所能管理的用戶數(shù)量沒(méi)有限制。
系統(tǒng)的功能與特點(diǎn)有:
(一) 安全可靠:安全性由三方面構(gòu)成:第一,ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)是大型的、多用戶的數(shù)據(jù)庫(kù),它的安全性高,允許多用戶同時(shí)使用同一數(shù)據(jù)庫(kù)而不會(huì)破壞完整性,用它來(lái)做抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)引擎可以保證數(shù)據(jù)的安全;第二,系統(tǒng)對(duì)用戶實(shí)現(xiàn)分級(jí)授權(quán)管理功能,通過(guò)檢查使用者的名字和授權(quán)密碼,賦予使用者相應(yīng)的操作權(quán),借鑒銀行系統(tǒng)的密碼管理模式限制無(wú)關(guān)人員改變數(shù)據(jù)庫(kù)和硬件設(shè)置。第三,防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能,防備系統(tǒng)受到人為的惡意攻擊,數(shù)據(jù)備份功能確保在硬件系統(tǒng)故障時(shí),也能隨時(shí)在新的硬件設(shè)備上數(shù)據(jù)無(wú)丟失地啟動(dòng)抄表系統(tǒng)。
(二) 完善的系統(tǒng)日志:系統(tǒng)日志記錄了進(jìn)入系統(tǒng),離開(kāi)系統(tǒng),收費(fèi),設(shè)置硬件,改變運(yùn)行參數(shù)操作等及操作者,操作時(shí)間,凡是改變數(shù)據(jù)庫(kù)的操作都被記錄下來(lái)。
(三) 抄表速度快:抄表快、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,抄表時(shí)PC機(jī)只讀采集器的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸采用1200波特率,傳輸速度快,并對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)塊都有效驗(yàn)碼,保證了傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
(四) 廣播對(duì)時(shí)功能:該功能使得系統(tǒng)中的所有電能表的時(shí)間基準(zhǔn)與PC機(jī)保持一致,對(duì)時(shí)成功后,由電池供電的電能表內(nèi)部時(shí)鐘,不再需要PC機(jī)的干預(yù)。因此,只要保證在對(duì)時(shí)時(shí)刻,PC機(jī)的時(shí)間是正確的,以后在運(yùn)行的過(guò)程中,改變PC機(jī)的時(shí)鐘并不會(huì)影響電能表的時(shí)間。
(五) 自動(dòng)抄表功能:按照設(shè)置的抄表開(kāi)始時(shí)間和抄表間隔,到預(yù)定的抄表時(shí)刻,系統(tǒng)便會(huì)依次撥號(hào)去抄采集器或電表內(nèi)的數(shù)據(jù)。對(duì)于抄不上數(shù)據(jù),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)補(bǔ)抄或人工發(fā)命令補(bǔ)抄。
(六) 電量?jī)鼋Y(jié)功能:可以方便地定義總表,安裝和刪除總表,給總表分配分表。通過(guò)安裝適當(dāng)?shù)目偙,結(jié)合抄凍結(jié)數(shù)據(jù)功能,就可得某一特定的時(shí)刻的總表讀數(shù),各分表的讀數(shù)(由此得到讀數(shù)和),就可以計(jì)算出某部分電路的電能損耗,為確定電費(fèi)提供依據(jù)。
(七) 電費(fèi)管理功能:收電費(fèi)前,統(tǒng)一抄錄一次電費(fèi)數(shù)據(jù)。當(dāng)確保數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)反映最近的電表讀數(shù)后,利用程序中的功能自動(dòng)計(jì)算出當(dāng)月用電量和電費(fèi)。交納電費(fèi)時(shí),只需輸入用戶號(hào),當(dāng)月用電量和電費(fèi)由程序填寫(xiě)。每筆電費(fèi)都有詳細(xì)記錄,便于對(duì)帳。
(八) 設(shè)備管理功能,如告警:開(kāi)箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過(guò)載告警、傾斜或移動(dòng)報(bào)警等;控制:對(duì)欠費(fèi)用戶進(jìn)行拉閘等。并提供停電數(shù)據(jù)保護(hù)功能,在停電48--72小時(shí)內(nèi)仍可抄表和監(jiān)控。本系統(tǒng)結(jié)合聯(lián)通公司的短信平臺(tái),在告警時(shí),可根據(jù)具體內(nèi)容發(fā)短信給相關(guān)的管理人員。
本系統(tǒng)適應(yīng)范圍廣泛,單相版的軟件可用于小區(qū)管理,網(wǎng)絡(luò)版的軟件可用于供電公司實(shí)現(xiàn)一座城市或地區(qū)的用電管理。
二、終端設(shè)備---采用廈門才茂通信科技有限公司CM 3150P GPRS DTU
CM 3150P GPRS DTU采用ARM9高性能工業(yè)級(jí)嵌入式處理器,以實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺(tái),超大內(nèi)存,內(nèi)嵌自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TCP/IP協(xié)議棧。為用戶提供高速,穩(wěn)定可靠,數(shù)據(jù)終端永遠(yuǎn)在線,多種協(xié)議轉(zhuǎn)換的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量控制的用戶,產(chǎn)品支持語(yǔ)音,短信,數(shù)據(jù)觸發(fā)上線以 及超時(shí)自動(dòng)斷線的功能。同時(shí)也支持雙數(shù)據(jù)中心備份,以及多數(shù)據(jù)中心同步接收數(shù)據(jù)等功能。公司產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于金融,水利,環(huán)保,電力,郵政,氣象等行業(yè)。(現(xiàn)在已經(jīng)全面升級(jí)為4G網(wǎng)絡(luò))
產(chǎn)品實(shí)物圖(CM3150P)
一、 無(wú)線參數(shù)
1、 支持EGSM900/GSM1800無(wú)線網(wǎng)絡(luò)
2、 GPRS multi-slot class 10
3、 編碼方案:CS1~CS4
4、 符合SMG31bis技術(shù)規(guī)范
5、 Compliant to GSM phase 2/2+
6、 支持?jǐn)?shù)據(jù)、語(yǔ)音、短信和傳真
二、 硬件系統(tǒng)
1、 CPU:工業(yè)級(jí)高性能ARM9嵌入式處理器,帶內(nèi)存管理MMU,200MPS, 16KB Dcache,16KB Icache
2、 FLASH:8MB,可擴(kuò)充到32MB
3、 SDRAM:64MB,可擴(kuò)充到256MB
4、 接口:
3150P:
1個(gè)RS232串口(根據(jù)需要,可支持RS422/RS485),
串口速率: 110bps ~ 230400bps
數(shù)據(jù)位支持: 8位 或 7位
奇偶校驗(yàn)位: 無(wú) 或 奇數(shù)校驗(yàn) 或 偶數(shù)校驗(yàn)
停止位: 1位 或 2位
流 控: 無(wú) 或 RTS/CTS
3150EP:
1個(gè)RS485接口(根據(jù)需要,可支持RS232/422)
串口速率: 110bps ~ 230400bps
數(shù)據(jù)位支持:8位 或 7位
奇偶校驗(yàn)位:無(wú) 或 奇數(shù)校驗(yàn) 或 偶數(shù)校驗(yàn)
停止位: 1位 或 2位
流 控: 無(wú) 或 RTS/CTS
控制口:
RS-232, 115200 bps, 8 data bits,1 stop bit, no parity (8N1)
指示燈:具有電源、通信及在線指示燈。
天線接口:標(biāo)準(zhǔn)SMA陰頭天線接口,特性阻抗50歐。
UIM卡接口:3V/5V標(biāo)準(zhǔn)的推桿式用戶卡接口。
電源接口:標(biāo)準(zhǔn)的3芯火車頭電源插座。
語(yǔ)音接口:標(biāo)準(zhǔn)的耳機(jī)麥克風(fēng)接口。
5、 供電:
外接電源:DC 9V 500mA
寬電壓供電:DC 5-32V
通信電流:350mA
待機(jī)電流:35mA
6、 尺寸:
外形尺寸:92.7x61.3x23 mm(不包括天線及固定件)
7、 其他參數(shù):
工作環(huán)境溫度 -25~+65?C
儲(chǔ)存溫度 -40~+85?C
相對(duì)濕度 95%(無(wú)凝結(jié))
三、 軟件功能
1. TCP/UDP透明數(shù)據(jù)傳輸;支持多種工作模式。心跳包技術(shù)。
2. 智能防掉線,支持在線檢測(cè),在線維持,掉線自動(dòng)重?fù),確保設(shè)備永遠(yuǎn)在線。
3. 支持RSA,RC4加密算法
4. 支持虛擬值守VWM(Virtual Man Watch)功能,確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠
5. 支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)(APN/VPDN)
6. 支持?jǐn)?shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)域名和IP地址訪問(wèn)
7. 支持DNS動(dòng)態(tài)獲取,防止DNS服務(wù)器異常導(dǎo)致的設(shè)備當(dāng)機(jī)。
8. 支持雙數(shù)據(jù)中心備份
9. 支持多數(shù)據(jù)中心同時(shí)接受數(shù)據(jù)
10. 支持短信、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等喚醒方式以及超時(shí)斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)連接。
11. 支持短消息備份及告警。
12. 多重軟硬件看門狗
13. 數(shù)據(jù)包傳輸狀態(tài)報(bào)告。
14. 標(biāo)準(zhǔn)的AT命令界面
15. 可以用做普通撥號(hào)MODEM
16. 支持telnet功能。
17. 支持遠(yuǎn)程配置,遠(yuǎn)程控制
18. 通過(guò)串口軟件升級(jí)
19. 同時(shí)支持LINUX、UNIX和WINDOWS操作系統(tǒng)
DTU在應(yīng)用之前首先要進(jìn)行設(shè)置,通過(guò)光盤配套的參數(shù)配置軟件設(shè)置好數(shù)據(jù)中心的IP和端口及其它參數(shù)的設(shè)置,設(shè)置好之后串口和采集器串口對(duì)接, DTU上電之后根據(jù)事先設(shè)置好的中心IP和端口進(jìn)行連接,成功連接到中心軟件后即可雙向透明傳輸數(shù)據(jù)。
采集器:收集電表數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)中心,它連接主站和電度表。
電度表:計(jì)量并顯示用戶的用電情況,將用電信息通過(guò)采集器傳輸?shù)?/span>GPRS傳輸終端。
這三個(gè)主要的組成部份是相互關(guān)聯(lián)的主從關(guān)系。整個(gè)結(jié)構(gòu)如下圖所示:
根據(jù)抄表對(duì)象的不同我們?cè)O(shè)計(jì)以下三種抄表模式
2.11.1 居民用戶抄表系統(tǒng)
1、電表:1.0級(jí)單相靜止式(電子式)電度表,具有光耦脈沖輸出功能。
2、采集器::
(1)24個(gè)I/O口,可帶24戶電度表
(2)停電數(shù)據(jù)保護(hù)
(3)帶后備電源,停電后仍可抄表
3、抄表內(nèi)容:
(1)電量
(2)其他
4、抄表形式:
(1)自動(dòng)抄表
(2)定時(shí)上報(bào)
(3)實(shí)時(shí)查詢
5、告警內(nèi)容:
(1)開(kāi)箱告警
(2)停電告警
1、可增加遠(yuǎn)程控制拉閘功能,電能表要增加內(nèi)置繼電器。
2、技術(shù)指標(biāo):
(1)系統(tǒng)容量:
采集器容量:最多接24塊電表;
系統(tǒng)容量:原則上不受限制,實(shí)際可根據(jù)需要和主站電腦的容量確定;
(2)通信距離:
采集器與電表:采用雙芯多股線,對(duì)于機(jī)械表,距離≤500m;對(duì)于電子式電表,距離≤50m。
主站與采集器:采用GPRS網(wǎng)絡(luò)作為通信介質(zhì),距離不受限制;
(3)通信成功率:
主站與采集器之間,采用基于可靠連接的TCP/IP協(xié)議,通信成功率為100%。
1.2 2.2大集團(tuán)用戶抄表系統(tǒng)
1、電表:
A)三相有功無(wú)功多功能表,有功0.5級(jí)、無(wú)功2級(jí),具有RS485通訊接口,電力部DL/T645通訊規(guī)約;
B)三相有功復(fù)費(fèi)率表,有功1級(jí),具有RS-485通訊接口,電力部DL/T645通訊規(guī)約,
實(shí)現(xiàn)電能量(有功、無(wú)功)的計(jì)量和功率因數(shù)、電壓、電流、頻率等參數(shù)的測(cè)量;
2、采集器:
(1)帶一個(gè)與終端通訊的RS485接口,三個(gè)用于報(bào)警監(jiān)測(cè)的開(kāi)關(guān)量輸入口和三個(gè)用于遠(yuǎn)程控制的模擬量輸出口;
(2)支持部標(biāo)通信規(guī)約;
(3)停電數(shù)據(jù)保護(hù);
(4)控制輸出(用于遠(yuǎn)程控制拉閘或其他功能);
(5)帶后備電源,停電后仍可抄表;
3、系統(tǒng)功能
(1)設(shè)置電能表的參數(shù),讀取各種計(jì)量和管理數(shù)據(jù);
(2)抄表數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、查詢、備份、報(bào)表、圖表生成;
(3)廠站管理;
(4)自動(dòng)抄表、定時(shí)上報(bào)、實(shí)時(shí)查詢等;
(5)掉電數(shù)據(jù)保存;
(6)瞬時(shí)量數(shù)據(jù)的綜合處理;
(7)系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份、存檔和向外輸出數(shù)據(jù);
(8)歷史數(shù)據(jù)事件記錄功能;
(9)實(shí)時(shí)報(bào)警;
(10)根據(jù)線路上的表計(jì)關(guān)系計(jì)算線路損耗;
(11)可提供多路模擬量、開(kāi)關(guān)量輸入,實(shí)現(xiàn)開(kāi)箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過(guò)壓告警、過(guò)流告警、過(guò)載告警、傾斜或移動(dòng)報(bào)警等其他功能;
(12)遠(yuǎn)程控制斷電功能;
(13)采集的參數(shù)豐富,如:
◆ 當(dāng)前、上月、正向有功、反向有功、無(wú)功四象限的總及尖、峰、平、谷四費(fèi)率電量;
◆ 正向、反向、有功、無(wú)功的最大需量及最大需量發(fā)生時(shí)間;
◆ 有功功率、無(wú)功功率、三相電壓、三相電流、功率因數(shù);
◆ 感想失壓累計(jì)次數(shù)、失壓累計(jì)時(shí)間、集抄器停電起止時(shí)間等;
◆ 單位時(shí)間負(fù)荷曲線、三相電流曲線、三相電壓曲線、有功功率曲線、無(wú)功功率曲線、功率因數(shù)曲線;
4、技術(shù)指標(biāo):
(1)系統(tǒng)容量:
采集器容量:最多接255塊電表;
系統(tǒng)容量:原則上不受限制每表一號(hào),實(shí)際可根據(jù)需要和主站電腦的容量確定;
(2)通信距離:
采集器與電表:采用RS485接口及屏蔽雙絞線,距離≤500m。主站與采集器:采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為通信介質(zhì),距離不受限制;
(3)通信成功率:
主站與CM 3150P GPRS DTU之間,采用基于可靠連接的TCP/IP協(xié)議,通信成功率為100%;
(4)完全符合IEC1107標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)電公司DL/T645《多功能電能表通訊規(guī)約》;
(5)工作電源:交流220V±20%,50Hz;
(6)通信速率:1200bps~33.6kbps;
(7)采集器功耗:≤1.5W
(8)工作環(huán)境條件:溫度:-10℃~50℃,相對(duì)濕度:≤90%;
(9)耐壓強(qiáng)度:2KV;絕緣電阻:2M歐姆;
(10)電表數(shù)據(jù)抄收率、可靠性和讀數(shù)準(zhǔn)確率達(dá)到100%。
2.3 1.3 變電站抄表系統(tǒng)
1、電表:三相有功無(wú)功多功能表。
2、采集器:
(1)帶一個(gè)RS485通訊口,三個(gè)開(kāi)關(guān)量和三個(gè)模擬量;
(2)支持部標(biāo)通信規(guī)約;
(3)停電數(shù)據(jù)保護(hù);
(4)控制輸出;
(5)帶后備電源,停電后仍可抄表。
3、抄表內(nèi)容:
(1)電壓、電流;
(2)有功正、反向分時(shí)電量;無(wú)功四象限分時(shí)電量;
(3)有功正、反向分時(shí)最大需量及發(fā)生時(shí)間;
(4)無(wú)功正、反向分時(shí)最大需量及發(fā)生時(shí)間;
(5)斷相時(shí)間、次數(shù)及斷相期間用電量;
(6)負(fù)荷曲線。
4、抄表形式:
(1)自動(dòng)抄表;
(2)定時(shí)上報(bào);
(3)實(shí)時(shí)查詢。
5、告警內(nèi)容:
(1)開(kāi)箱告警;
(2)停電告警;
(3)逆相告警;
(4)超溫告警;
(5)過(guò)壓告警;
(6)過(guò)流告警;
(7)過(guò)載告警;
(8)傾斜或移動(dòng)報(bào)警等其他功能。
6、技術(shù)指標(biāo):
(1)系統(tǒng)容量:
采集器容量:最多接255塊電表;
系統(tǒng)容量:原則上不受限制每表一號(hào),實(shí)際可根據(jù)需要和主站電腦的容量確定;
(2)通信距離:
采集器與電表:采用RS-485接口及屏蔽雙絞線,距離≤500m。主站與采集器:采用GPRS網(wǎng)絡(luò)作為通信介質(zhì),距離不受限制;
(3)通信成功率:
主站與采集器之間,采用基于可靠連接的TCP/IP協(xié)議,通信成功率為100%。