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热量表远程抄表系统

摘    要:本文提出了一种基于GPRS 的热量表远程抄表系统设计原理和实现方案,简要介绍了GPRS 技术的基本知识,描述了GPRS 无线传输应用于热力数据传输的实现方法。通过实际应用,获得了理想的效果。

关键词:GPRS;以太网;热力;热网;热量表;远程;抄表;

一、背景介绍

我国北方地区冬季供暖普遍采用集中供热方式。通常一个城市有几个区域供热网,一个区域供热网包含有几十个到上百个换热站。为了使热网尽可能地在最佳工况下稳定运行,热量表远程抄表系统需要将各换热站的运行数据传送给调度中心,以便调度人员随时了解各换热站的工作状况和有关信息,实现全网的热能统一调配。

二、同类方案对比

热网的特点是点多面广,距离较远,现场情况千差万别。不同的远程抄表方式的区别主要在于使用网络不同,由此派生出来多种远程抄表方案,如:电话线抄表、数传电台抄表、无线GPRS抄表和以太网(宽带抄表)它们各有所长,在热量表行业主要应用的方式为GPRS和以太网抄表两种尤其是GPRS抄表方式对于现场条件要求比较低在业内被大范围使用。
如下表所示:


数传电台方案电话线拨号方案以太网方案GPRS方案
对现场资源的要求需要人工巡查维护易于安装需靠近接口箱/集中器箱处有网线接口施工会增加难度GPRS无线网络覆盖的地方就可以上网
发起连接的个数可同时向多个数据服务器发起连接只能向一个数据服务器发起连接不利于多地点抄表只能向一个数据服务器发起连接不利于多地点抄表可同时向多达5个数据服务器发起连接
费用需要向无线电管委会申请专用频点(费用高)费用低走有线宽带费用一般较高,同时需要缴纳网络使费(一个接入点的费用类似家庭上网的费用)正常使用每月5元30M流量足够 每台接口设备年所需费用60元
信号稳定性易受风雨雷电的影响速度不稳定稳定性高会受到无线信号强弱的影响

 针对上述三种通信方式存在的不足,本文采用GPRS无线通信方式予以解决。GPRS是在现有GSM系统上发展的一种新的承载业务,目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。现有的基站子系统(BSS)可以提供全面的GPRS覆盖。GPRS网络具有如下特点:永远在线、按流量计费、高速传输、组网简单灵活、维护便捷、使用安全。因此,使用GPRS热量表远程抄表系统,可以充分弥补现有通信方式的不足。综合而言,GPRS远程抄表方案的适用性比其他方案更强一些,从目前全国的热量表抄表的占有率来说GPRS远程抄表要高出很多,我们推荐使用GPRS远程抄表方案。

三、本方案优势

1、建设周期短,成本低:

GPRS无线网络可为远程抄表系统提供了简单高效的通信传输手段。中国移动GPRS系统可提供广域的无线IP连接。在移动通信公司的GPRS业务平台上构建热力监控系统,实现热能数据的无线数据传输具有可充分利用现有网络,缩短建设周期,降低建设成本的优点,而且设备安装方便、维护简单。 

2、实时性强: 

由于GPRS具有实时在线特性,系统无时延,无需轮巡就可以同步接收、处理所有数据采集点的数据。可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。

3、可对热量表进行远程控制: 

通过GPRS双向通讯方式还可实现对热力设备进行远程控制,进行参数调整、开关等控制作用。

4、系统的传输容量大: 

热力数据中心要和每一个热量表数据采集点保持实时连接。由于热量表采集点数量众多,系统要求能满足突发性数据传输的需要,而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。 

5、数据传送速率高: 

每个热量表数据采集点每次数据传输量在10Kbps之内。GPRS网络传送速率理论上可达171.2kbit/s,目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右,完全能满足本系统数据传输速率(≥10Kbps)的需求。 

6、通信费用低:采用包月计费方式,运营成本低。 

7、系统易于扩展和维护。

由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络,因此监测中心计算机需要一个固定的IP地址或固定的域名,各个热力数据采集点采用GPRS模块通过IP地址或域名来访问该主机,从而进行数据通信。  

四、系统组成

远程抄表系统主要由:远传表具、集中器(采集器)、网络、管理中心等四部分组成。

1、现场热量表实时采集热网运行数据,对数据进行处理、分析,根据分析结果进行调节。

2、响应GPRS通讯终端的数据发送请求,将采集处理后的数据上传给通讯终端。通讯终端将数据打成IP包,通过GPRS网络,经Internet发送至管理中心。

3、管理中心软件将IP包解包,还原数据,并根据热网总体运行情况实现远程监控。

图片关键词

 
(图)热量表抄表系统示意图

 

管理中心的主要功能是:接收各热量表通讯终端发来的数据,并对数据进行分析处理;保存各终端的动态IP地址,监视各终端的状态;维护热网数据库,提供用户数据查询、打印报表;实现调度与远程控制等。

这些主要功能由软件实现。软件设计主要包括6个相对独立的功能模块:实时监测模块、数据分析模块、数据库管理模块、远程控制模块、参数设置模块、自动上传报警信号处理模块。

五、总结

城市集中供热行业中,利用计算机技术监控热网的运行可实现能源的充分利用,减小环境污染。利用GPRS网络传输数据可靠性高,在建设成本和维护成本上都有很大的优势,对于供热企业提高工作效率和生产管理水平、保证供热质量和热网的安全稳定运行具有重大的现实意义和广泛的应用价值。随着GPRS网络的完善和费用的进一步降低,基于GPRS网络的热网远程监控系统将得到更广泛的应用。


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