熱量表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)

摘    要：本文提出了一種基于GPRS 的熱量表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方案，簡(jiǎn)要介紹了GPRS 技術(shù)的基本知識(shí)，描述了GPRS 無(wú)線傳輸應(yīng)用于熱力數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方法。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，獲得了理想的效果。

關(guān)鍵詞：GPRS；以太網(wǎng)；熱力；熱網(wǎng)；熱量表；遠(yuǎn)程；抄表；

一、背景介紹

我國(guó)北方地區(qū)冬季供暖普遍采用集中供熱方式。通常一個(gè)城市有幾個(gè)區(qū)域供熱網(wǎng)，一個(gè)區(qū)域供熱網(wǎng)包含有幾十個(gè)到上百個(gè)換熱站。為了使熱網(wǎng)盡可能地在合適工況下穩(wěn)定運(yùn)行，熱量表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)需要將各換熱站的運(yùn)行數(shù)據(jù)傳送給調(diào)度中心，以便調(diào)度人員隨時(shí)了解各換熱站的工作狀況和有關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的熱能統(tǒng)一調(diào)配。

二、同類方案對(duì)比

熱網(wǎng)的特點(diǎn)是點(diǎn)多面廣，距離較遠(yuǎn)，現(xiàn)場(chǎng)情況千差萬(wàn)別。不同的遠(yuǎn)程抄表方式的區(qū)別主要在于使用網(wǎng)絡(luò)不同，由此派生出來(lái)多種遠(yuǎn)程抄表方案，如：電話線抄表、數(shù)傳電臺(tái)抄表、無(wú)線GPRS抄表和以太網(wǎng)（寬帶抄表）它們各有所長(zhǎng)，在熱量表行業(yè)主要應(yīng)用的方式為GPRS和以太網(wǎng)抄表兩種尤其是GPRS抄表方式對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)條件要求比較低在業(yè)內(nèi)被大范圍使用。
如下表所示：

 針對(duì)上述三種通信方式存在的不足，本文采用GPRS無(wú)線通信方式予以解決。GPRS是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)可以提供全面的GPRS覆蓋。GPRS網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn)：附著在線、按流量計(jì)費(fèi)、高速傳輸、組網(wǎng)簡(jiǎn)單靈活、維護(hù)便捷、使用安全。因此，使用GPRS熱量表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，可以充分彌補(bǔ)現(xiàn)有通信方式的不足。綜合而言，GPRS遠(yuǎn)程抄表方案的適用性比其他方案更強(qiáng)一些，從目前全國(guó)的熱量表抄表的占有率來(lái)說(shuō)GPRS遠(yuǎn)程抄表要高出很多，我們推薦使用GPRS遠(yuǎn)程抄表方案。

三、本方案優(yōu)勢(shì)

1、建設(shè)周期短，成本低：

GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可為遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)提供了簡(jiǎn)單有效的通信傳輸手段。中國(guó)移動(dòng)GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無(wú)線IP連接。在移動(dòng)通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺(tái)上構(gòu)建熱力監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)熱能數(shù)據(jù)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點(diǎn)，而且設(shè)備安裝方便、維護(hù)簡(jiǎn)單。 

2、實(shí)時(shí)性強(qiáng)： 

由于GPRS具有實(shí)時(shí)在線特性，系統(tǒng)無(wú)時(shí)延，無(wú)需輪巡就可以同步接收、處理所有數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)?？珊芎玫臐M足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。

3、可對(duì)熱量表進(jìn)行遠(yuǎn)程控制： 

通過(guò)GPRS雙向通訊方式還可實(shí)現(xiàn)對(duì)熱力設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整、開關(guān)等控制作用。

4、系統(tǒng)的傳輸容量大： 

熱力數(shù)據(jù)中心要和每一個(gè)熱量表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)保持實(shí)時(shí)連接。由于熱量表采集點(diǎn)數(shù)量眾多，系統(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，而GPRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要。 

5、數(shù)據(jù)傳送速率高： 

每個(gè)熱量表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)每次數(shù)據(jù)傳輸量在10Kbps之內(nèi)。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送速率理論上可達(dá)171.2kbit/s，目前GPRS實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求。 

6、通信費(fèi)用低：采用包月計(jì)費(fèi)方式，運(yùn)營(yíng)成本低。 

7、系統(tǒng)易于擴(kuò)展和維護(hù)。

由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，因此監(jiān)測(cè)中心計(jì)算機(jī)需要一個(gè)固定的IP地址或固定的域名，各個(gè)熱力數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用GPRS模塊通過(guò)IP地址或域名來(lái)訪問(wèn)該主機(jī)，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 　

四、系統(tǒng)組成

遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)主要由：遠(yuǎn)傳表具、集中器（采集器）、網(wǎng)絡(luò)、管理中心等四部分組成。

1、現(xiàn)場(chǎng)熱量表實(shí)時(shí)采集熱網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2、響應(yīng)GPRS通訊終端的數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求，將采集處理后的數(shù)據(jù)上傳給通訊終端。通訊終端將數(shù)據(jù)打成IP包，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)Internet發(fā)送至管理中心。

3、管理中心軟件將IP包解包，還原數(shù)據(jù)，并根據(jù)熱網(wǎng)總體運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

 
（圖）熱量表抄表系統(tǒng)示意圖

管理中心的主要功能是：接收各熱量表通訊終端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；保存各終端的動(dòng)態(tài)IP地址，監(jiān)視各終端的狀態(tài)；維護(hù)熱網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，提供用戶數(shù)據(jù)查詢、打印報(bào)表；實(shí)現(xiàn)調(diào)度與遠(yuǎn)程控制等。

這些主要功能由軟件實(shí)現(xiàn)。軟件設(shè)計(jì)主要包括6個(gè)相對(duì)獨(dú)立的功能模塊：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊、遠(yuǎn)程控制模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、自動(dòng)上傳報(bào)警信號(hào)處理模塊。

五、總結(jié)

城市集中供熱行業(yè)中，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)監(jiān)控?zé)峋W(wǎng)的運(yùn)行可實(shí)現(xiàn)能源的充分利用，減小環(huán)境污染。利用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)可靠性高，在建設(shè)成本和維護(hù)成本上都有很大的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于供熱企業(yè)提高工作效率和生產(chǎn)管理水平、保證供熱質(zhì)量和熱網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和廣泛的應(yīng)用價(jià)值。隨著GPRS網(wǎng)絡(luò)的完善和費(fèi)用的進(jìn)一步降低，基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)將得到更廣泛的應(yīng)用。