基于GPRS的配电网远程监控终端的设计

### 基于GPRS的配电网远程监控终端的设计 #### 概述 本文主要讨论了基于GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线服务）的无线通信技术在配电网远程监控系统中的应用。文章首先阐述了GPRS在数据传输方面的优势，随后介绍了配电网监控系统的整体架构，并详细描述了一种基于ARM7和GR47芯片的远程监控终端的设计方案。 #### GPRS技术在配电网监控中的优点 GPRS作为一种新型的数据传输技术，相较于传统的GSM（Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统）电路交换方式，在数据传输方面具有显著的优势： 1. **数据传输速率高**：GPRS能够突破GSM网络的数据业务最高传输速率（9.6kbps）的限制，理论上最高数据速率可达171.12kbps。 2. **接入速度快**：GPRS支持移动台快速接入，并且在接入后可保持持续在线状态，无需重新连接。 3. **按数据流量计费**：GPRS采用数据流量计费方式，用户可根据自身需求选择不同级别的服务质量（QoS），适应不同的数据传输需求。 #### 配电网监控系统的结构设计 监控系统主要包括三个部分：监控终端、监控中心服务器以及GPRS网络。 - **监控终端**：负责采集现场数据，完成现场保护和控制功能。 - **GPRS网络**：实现监控终端与监控中心之间的数据传输。 - **监控中心**：负责分析现场数据，下发控制指令，维护数据库。 #### 监控终端的工作原理与硬件结构 ##### 工作原理 监控终端通过GPRS无线模块与GPRS网络建立连接。具体步骤包括： 1. **连接GPRS网络**：GPRS模块与GPRS网络成功连接后，通过发送PDP上下文激活请求，由GGSN（Gateway GPRS Support Node，网关GPRS支持节点）分配IP地址，并建立与外部网络的连接。 2. **数据传输**：监控终端采集的数据按照应用层协议组成数据包发送给监控中心；同时也能响应监控中心的数据请求和控制指令。 ##### 硬件结构 监控终端的硬件结构主要包括以下几个模块： - **主控处理器**：选用的是LPC2106，一款支持实时仿真和跟踪的ARM7TDMI-S CPU，配备128KB高速FLASH和64KB SRAM。它负责解析来自GPRS网络的指令，管理485总线上的智能仪表，监测现场状态。 - **GPRS模块**：采用Sony-Ericsson公司的GR47模块，具备GSM/GPRS全套语音和数据功能。内置TCP/IP协议栈，简化了网络配置过程。 - **智能监控仪表**：用于监测各种现场数据，如电压、电流等。 - **状态显示**：提供监控终端的状态显示，便于运维人员查看设备运行情况。 #### 数据传输过程 数据从监控终端到监控中心的具体传输路径为： 1. **数据采集**：监控终端通过485总线从智能监控仪表获取数据。 2. **数据发送**：数据通过GPRS模块以分组数据形式发送至BTS（Base Transceiver Station，基站）。 3. **网络传输**：数据经SGSN（Serving GPRS Support Node，服务GPRS支持节点）封装后，通过GPRS IP骨干网传输。 4. **数据接收**：如果是发送到另一个GPRS终端，则先经过目的SGSN，再通过BSS（Base Station Subsystem，基站子系统）发送到目标终端；如果是发送到外部网络，如Internet，则通过GGSN进行协议转换后送达监控中心。 基于GPRS的配电网远程监控终端的设计充分利用了GPRS技术的优势，不仅提高了数据传输效率，还简化了系统部署，对于提升电力系统的智能化管理水平具有重要意义。