这个问题被提出来了
随着城市电网的快速发展,自然会出现两个问题。首先,配电网自动化水平涉及故障检测、故障隔离、电源转移等。二是用电管理水平涉及用电收费。这两个方面都与通信有关,通信往往成为这类系统的瓶颈,可靠性和经济性之间总是存在着不可调和的矛盾。随着GSM和GPRS的发展,配电网的通信问题有了新的机遇。提出利用移动互联网进行实时数据传输,并介绍了GPRS通信技术、基于GPRS技术的智能配电通信设备及其在故障定位、配电变压器监测和抄表系统中的应用。
GPRS技术简介
2.1 GPRS的定义
GPRS英文叫通用分组无线业务,中文叫通用分组无线业务。它是一种使用“分组交换”概念开发的无线传输模式。所谓包交换,就是把Date打包成很多独立的包,然后一个一个的发送出去,有点类似于形式上的发送一个包。分组交换的好处是只有有数据要发送的时候才会占用带宽,而且可以根据传输的数据量来定价,这对于用户来说是一种合理的计费方式,因为像互联网这样的数据传输的大部分时间带宽都是空闲的。此外,在GSM第2阶段标准中,GPRS可以提供四种不同的编码方法,这四种方法也提供不同的错误保护能力。
GPRS是一种新型的GSM数据业务,提供移动用户与数据网络的连接,为移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务。GPRS采用分组交换技术,允许多个用户共享一些固定的信道资源。如果使用空中接口上的TDMA帧中的8个时隙来传输数据,数据速率可以达到164kbps。语音和GPRS数据业务都可以占用GSM空中接口的信道资源。当然,在信道充足的情况下,有些信道可以定义为GPRS专用信道。
2.2 GPRS优势
与原来的GSM拨号电路交换数据传输方式相比,GPRS是一种分组交换技术。由于使用了‘分组’技术,用户在上网时可以避免断线的痛苦(情况大概和使用下载软件Net Ants差不多)。此外,使用GPRS上网的方法与WAP不同。用WAP上网就像在家上网一样,先‘拨号连接’,但上网后电话线不能同时使用,但GPRS优越,下载数据和通话可以同时进行。从技术上讲,GSM继续用于语音传输(即通话),而GPRS可以用于数据传输。这样,手机的应用就会提升到一个更高的层次。而且发展GPRS技术是非常经济的,因为它只需要利用现有的GSM网络来发展。GPRS被广泛使用,包括通过手机发送和接收电子邮件以及在互联网上浏览。
GPRS最大的优势在于其数据传输速度是WAP无法比拟的。 目前GSM移动通信网络的传输速度为每秒9.6k字节。 GPRS手机在今年年初推出时已经达到了56kbps的传输速度,现在已经达到了115kbps(这个速度是常用的56kmodem理想速率的两倍)。 除了速度优势外,GPRS还具有“永远在线”的特性,即用户随时与网络保持联系。
2.3 GPRS网络实现
GPRS网络是在现有GSM网络的基础上实现的。 在现有的GSM网络中需要增加一些节点,如GGSN(Gateway GPRS Supporting Node)和SGSN(Serving GSN,GPRS服务支持节点)。 GSN是GPRS网络中最重要的网络节点。 GSN具有移动路由管理功能,可连接各类数据网络,可连接GPRS寄存器。 GSN可以完成移动终端与各种数据网络之间的数据传输和格式转换。 GSN可以是类似于路由器的独立设备,也可以与GSM中的MSC集成在一起。
2.4 GPRS的工作原理
GPRS工作时,利用路由管理来寻址和建立数据连接,GPRS路由管理表现在以下三个方面: 移动终端传输 建立 数据路由; 建立移动终端接收数据的路由; 移动终端漫游时建立数据路由。 在第一种情况下,当移动终端产生一个PDU(分组数据单元)时,这个PDU由SNDC层处理,称为SNDC数据单元。 然后通过LLC层,将LLC层通过空口发送给移动终端在GSM网络中所在的SGSN。 第二种情况,公共数据网用户向移动终端传输数据时,首先通过数据网的标准协议建立数据网与GGSN之间的路由。 数据网络用户发送的数据单元(如PSPDN中的PDU)通过建立的路由将数据单元PDU发送给GGSN。 GGSN然后将PDU发送给移动终端所在的SGSN。 SGSN将PDU封装成SNDC数据单元,由LLC层处理成LLC帧单元,最后通过空口发送给移动终端。 第三种情况是数据网络用户向漫游的移动用户传输数据。 在这种情况下,数据传输必须经过归属GGSN,然后发送给移动用户A。
2.5 GPRS应用
GPRS是在现有GSM网络上开放的一种新型分组数据传输服务。 在GPRS承载服务支持的标准化网络协议的基础上,GPRS可以提供??一系列交互服务: 点对点面向连接的数据服务——该服务是在两个用户或多个用户之间发送多个数据包的服务。 该服务需要连接建立、数据传输、连接释放等工作流程。
单点对多点服务——该服务可以根据某个服务请求者的要求,将一条消息传送给多个用户。 该业务可分为点对多点多路广播业务、点对多点组呼业务和IP组播业务。 点对点无连接网络服务——服务中的每个数据包都是相互独立的,用户之间的信息传输不需要端到端的呼叫建立程序,数据包的传输没有逻辑上的连接,投递 的数据包不受协议支持的 IP 服务的确认和保护。
2.6 GPRS and WAP
WAP是无线互联网标准,由多家大厂商共同制定,定义了分层可扩展的架构,提供无线互联网综合解决方案。 WAP协议开发的原则之一是独立于空中接口。 所谓空口独立,是指WAP应用可以运行在各种无线承载网络上,如TDMA、CDMA、GSM、GPRS、SMS等。
GPRS对应于GSM中的9.6kbps数据业务。 不同的是GPRS通过分组交换实现高速数据传输。 换句话说,GPRS是对GSM数据服务的改进。 在GSM中实现高速数据传输的一种手段。
可以看出WAP是高层应用,而GPRS是低层传输。 你可以举一个著名的邮政信件的例子来说明WAP和GPRS的关系:如果WAP是普通邮件或贺卡或明信片,那么GPRS和GSM的CSD(9.6kbps电路交换数据服务)就是一种手段 运输信件,但后者是汽车,前者是飞机。
3 GPRS应用于故障测距、配电变压器监测抄表系统
3.1 故障测距
在配电网中大量使用故障指示器检测故障位置和定位故障点 . 它简单可靠,在检测到故障时以触发器或输出节点的形式指示故障。 GPRS通讯设备配备3路开关量输入,可采集该线路故障指示灯的开关量输出状态。 当线路出现故障时,故障指示灯会动作,GPRS通讯设备将故障信息通过互联网传送到原控制中心。 监控中心收到动作信息后,会对网络拓扑结构进行计算分析,并结合地理信息系统,直接显示故障点的地理位置信息。
3.2 配电变压器监测
配电网络上的所有变压器都配备了配电变压器监测仪-TTU。 其主要功能是配电变压器工况数据采集和线路监测。 自动无功补偿等。无需网络通讯支持,即可现场实现TTU的无功补偿功能。 但是,过去配电变压器的运行数据采用RS485等通讯方式传输,可靠性差,距离短,受地理环境因素影响较大。
3.3 电能计量
电能计量是现代电力营销体系的重要组成部分,而传统的电费计费则依赖人工数据,定期现场复制。 在应用等方面存在诸多不足。 利用现代通信技术、计算机技术和电能计量技术相结合,能够及时、准确、全面地反映用电量(即销售量)。 通过GPRS无线局域网专网,为电源管理提供实时、高稳定性的数据和事件记录,可实现多表同时冻结功能。 系统具有设备参数远程回读功能,如将回读参数与后台系统保存的设置参数进行比对、异常报警、非法修改电能表参数等违法行为。 具有电压丢失、电流中断、接线错误等报警、显示、记录和主动上传功能,方便管理人员在公司总部发现用户异常,提供先进有效的高科技检测手段 用于防盗。 根据10kV线路总表和分表的实时数据,自动分析线路功率平衡,为线损评估提供准确依据,达到大面积降低线损的目的 . 当用户电能表测量的电压和负载超过一定范围时,电表报警远程传输到系统,通过具有智能分析功能的系统软件对用户负载进行监测和控制。