熱量表遠程抄表系統

摘    要：本文提出了一種基于GPRS 的熱量表遠程抄表系統設計原理和實(shí)現方案，簡(jiǎn)要介紹了GPRS 技術(shù)的基本知識，描述了GPRS 無(wú)線(xiàn)傳輸應用于熱力數據傳輸的實(shí)現方法。通過(guò)實(shí)際應用，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；遠程；抄表；

一、背景介紹

我國北方地區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)區域供熱網(wǎng)，一個(gè)區域供熱網(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定運行，熱量表遠程抄表系統需要將各換熱站的運行數據傳送給調度中心，以便調度人員隨時(shí)了解各換熱站的工作狀況和有關(guān)信息，實(shí)現全網(wǎng)的熱能統一調配。

二、同類(lèi)方案對比

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

 針對上述三種通信方式存在的不足，本文采用GPRS無(wú)線(xiàn)通信方式予以解決。GPRS是在現有GSM系統上發(fā)展的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶(hù)提供分組形式的數據業(yè)務(wù)?，F有的基站子系統(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(zhù)在線(xiàn)、按流量計費、高速傳輸、組網(wǎng)簡(jiǎn)單靈活、維護便捷、使用安全。因此，使用GPRS熱量表遠程抄表系統，可以充分彌補現有通信方式的不足。綜合而言，GPRS遠程抄表方案的適用性比其他方案更強一些，從目前全國的熱量表抄表的占有率來(lái)說(shuō)GPRS遠程抄表要高出很多，我們推薦使用GPRS遠程抄表方案。

三、本方案優(yōu)勢

1、建設周期短，成本低：

GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )可為遠程抄表系統提供了簡(jiǎn)單有效的通信傳輸手段。中國移動(dòng)GPRS系統可提供廣域的無(wú)線(xiàn)IP連接。在移動(dòng)通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺上構建熱力監控系統，實(shí)現熱能數據的無(wú)線(xiàn)數據傳輸具有可充分利用現有網(wǎng)絡(luò )，縮短建設周期，降低建設成本的優(yōu)點(diǎn)，而且設備安裝方便、維護簡(jiǎn)單。 

2、實(shí)時(shí)性強： 

由于GPRS具有實(shí)時(shí)在線(xiàn)特性，系統無(wú)時(shí)延，無(wú)需輪巡就可以同步接收、處理所有數據采集點(diǎn)的數據?？珊芎玫臐M(mǎn)足系統對數據采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。

3、可對熱量表進(jìn)行遠程控制： 

通過(guò)GPRS雙向通訊方式還可實(shí)現對熱力設備進(jìn)行遠程控制，進(jìn)行參數調整、開(kāi)關(guān)等控制作用。

4、系統的傳輸容量大： 

熱力數據中心要和每一個(gè)熱量表數據采集點(diǎn)保持實(shí)時(shí)連接。由于熱量表采集點(diǎn)數量眾多，系統要求能滿(mǎn)足突發(fā)性數據傳輸的需要，而GPRS技術(shù)能很好地滿(mǎn)足傳輸突發(fā)性數據的需要。 

5、數據傳送速率高： 

每個(gè)熱量表數據采集點(diǎn)每次數據傳輸量在10Kbps之內。GPRS網(wǎng)絡(luò )傳送速率理論上可達171.2kbit/s，目前GPRS實(shí)際數據傳輸速率在40Kbps左右，滿(mǎn)足本系統數據傳輸速率（≥10Kbps）的需求。 

6、通信費用低：采用包月計費方式，運營(yíng)成本低。 

7、系統易于擴展和維護。

由于GPRS通信是基于IP地址的數據分組通信網(wǎng)絡(luò )，因此監測中心計算機需要一個(gè)固定的IP地址或固定的域名，各個(gè)熱力數據采集點(diǎn)采用GPRS模塊通過(guò)IP地址或域名來(lái)訪(fǎng)問(wèn)該主機，從而進(jìn)行數據通信。 　

四、系統組成

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

1、現場(chǎng)熱量表實(shí)時(shí)采集熱網(wǎng)運行數據，對數據進(jìn)行處理、分析，根據分析結果進(jìn)行調節。

2、響應GPRS通訊終端的數據發(fā)送請求，將采集處理后的數據上傳給通訊終端。通訊終端將數據打成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，還原數據，并根據熱網(wǎng)總體運行情況實(shí)現遠程監控。

 
（圖）熱量表抄表系統示意圖

管理中心的主要功能是：接收各熱量表通訊終端發(fā)來(lái)的數據，并對數據進(jìn)行分析處理；保存各終端的動(dòng)態(tài)IP地址，監視各終端的狀態(tài)；維護熱網(wǎng)數據庫，提供用戶(hù)數據查詢(xún)、打印報表；實(shí)現調度與遠程控制等。

這些主要功能由軟件實(shí)現。軟件設計主要包括6個(gè)相對獨立的功能模塊：實(shí)時(shí)監測模塊、數據分析模塊、數據庫管理模塊、遠程控制模塊、參數設置模塊、自動(dòng)上傳報警信號處理模塊。

五、總結

城市集中供熱行業(yè)中，利用計算機技術(shù)監控熱網(wǎng)的運行可實(shí)現能源的充分利用，減小環(huán)境污染。利用GPRS網(wǎng)絡(luò )傳輸數據可靠性高，在建設成本和維護成本上都有很大的優(yōu)勢，對于供熱企業(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)的安全穩定運行具有重大的現實(shí)意義和廣泛的應用價(jià)值。隨著(zhù)GPRS網(wǎng)絡(luò )的完善和費用的進(jìn)一步降低，基于GPRS網(wǎng)絡(luò )的熱網(wǎng)遠程監控系統將得到更廣泛的應用。