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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)計原理和實現(xiàn)方案，簡要介紹了GPRS 技術(shù)的基本知識，描述了GPRS 無線傳輸應(yīng)用于熱力數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方法。通過實際應(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
我國北方地區(qū)冬季供暖普遍采用集中供熱方式。通常一個城市有幾個區(qū)域供熱網(wǎng)，一個區(qū)域供熱網(wǎng)包含有幾十個到上百個換熱站。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)度人員隨時了解各換熱站的工作狀況和有關(guān)信息，實現(xiàn)全網(wǎng)的熱能統(tǒng)一調(diào)配。
二、同類方案對比
熱網(wǎng)的特點是點多面廣，距離較遠(yuǎn)，現(xiàn)場情況千差萬別。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，由此派生出來多種遠(yuǎn)程抄表方案，如：電話線抄表、數(shù)傳電臺抄表、無線GPRS抄表和以太網(wǎng)（寬帶抄表）它們各有所長，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抄表方式對于現(xiàn)場條件要求比較低在業(yè)內(nèi)被大范圍使用。
如下表所示：
| 數(shù)傳電臺方案 | 電話線撥號方案 | 以太網(wǎng)方案 | GPRS方案 | |
| 對現(xiàn)場資源的要求 | 需要人工巡查維護(hù) | 易于安裝 | 需靠近接口箱/集中器箱處有網(wǎng)線接口施工會增加難度 | GPRS無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方就可以上網(wǎng) |
| 發(fā)起連接的個數(shù) | 可同時向多個數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)起連接 | 只能向一個數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)起連接不利于多地點抄表 | 只能向一個數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)起連接不利于多地點抄表 | 可同時向多達(dá)5個數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)起連接 |
| 費(fèi)用 | 需要向無線電管委會申請專用頻點（費(fèi)用高） | 費(fèi)用低 | 走有線寬帶費(fèi)用一般較高，同時需要繳納網(wǎng)絡(luò)使費(fèi)（一個接入點的費(fèi)用類似家庭上網(wǎng)的費(fèi)用） | 正常使用每月5元30M流量足夠 每臺接口設(shè)備年所需費(fèi)用60元 |
| 信號穩(wěn)定性 | 易受風(fēng)雨雷電的影響 | 速度不穩(wěn)定 | 穩(wěn)定性高 | 會受到無線信號強(qiáng)弱的影響 |
針對上述三種通信方式存在的不足，本文采用GPRS無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：附著在線、按流量計費(fèi)、高速傳輸、組網(wǎng)簡單靈活、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，從目前全國的熱量表抄表的占有率來說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
1、建設(shè)周期短，成本低：
GPRS無線網(wǎng)絡(luò)可為遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)提供了簡單有效的通信傳輸手段。中國移動GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業(yè)務(wù)平臺上構(gòu)建熱力監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)熱能數(shù)據(jù)的無線數(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，而且設(shè)備安裝方便、維護(hù)簡單。
2、實時性強(qiáng)：
由于GPRS具有實時在線特性，系統(tǒng)無時延，無需輪巡就可以同步接收、處理所有數(shù)據(jù)采集點的數(shù)據(jù)?？珊芎玫臐M足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。
3、可對熱量表進(jìn)行遠(yuǎn)程控制：
通過GPRS雙向通訊方式還可實現(xiàn)對熱力設(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)中心要和每一個熱量表數(shù)據(jù)采集點保持實時連接。由于熱量表采集點數(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：
每個熱量表數(shù)據(jù)采集點每次數(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：采用包月計費(fèi)方式，運(yùn)營成本低。
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)測中心計算機(jī)需要一個固定的IP地址或固定的域名，各個熱力數(shù)據(jù)采集點采用GPRS模塊通過IP地址或域名來訪問該主機(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)場熱量表實時采集熱網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，對數(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)來的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；保存各終端的動態(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，提供用戶數(shù)據(jù)查詢、打印報表；實現(xiàn)調(diào)度與遠(yuǎn)程控制等。
這些主要功能由軟件實現(xiàn)。軟件設(shè)計主要包括6個相對獨(dú)立的功能模塊：實時監(jiān)測模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、遠(yuǎn)程控制模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、自動上傳報警信號處理模塊。
五、總結(jié)
城市集中供熱行業(yè)中，利用計算機(jī)技術(shù)監(jiān)控?zé)峋W(wǎng)的運(yùn)行可實現(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，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(wěn)定運(yùn)行具有重大的現(xiàn)實意義和廣泛的應(yīng)用價值。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。
